39

Η Intel, o μεγαλύτερος κατασκευαστής επεξεργαστών για προσωπικούς υπολογιστές, σχεδίασε εκ νέου τη δομή των τρανζίστορ, και μελέτησε νέα υλικά για την κατασκευή τους, χάρη στα οποία αναμένεται να αυξηθεί η ταχύτητά τους και να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας και η εκλυόμενη θερμότητα.


Οι επεξεργαστές που θα βασίζονται σε εκατομμύρια τέτοια τρανζίστορ νέων υλικών θα αξιοποιηθούν σε εφαρμογές «επιστημονικής φαντασίας», όπως η αναγνώριση φωνής και προσώπου σε πραγματικό χρόνο, θα κάνουν εφικτή τη χρήση υπολογιστών χωρίς πληκτρολόγιο, και την κατασκευή υπολογιστών μικρότερου μεγέθους με υψηλότερη απόδοση και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας τους. Η Intel μάλιστα πρόκειται να χρησιμοποιήσει τα νέα αυτά τρανζίστορ για την κατασκευή των επεξεργαστών της από το 2005.


Στόχος της εταιρείας είναι να ξεπεράσει τους περιορισμούς της υψηλής κατανάλωσης ισχύος, της παραγωγής θερμότητας και της διαρροής ρεύματος. Σκοπός της είναι να κατασκευάσει τσιπ με 25 φορές περισσότερα τρανζίστορ των σημερινών επεξεργαστών και με ταχύτητα δεκαπλάσια, χωρίς όμως αύξηση στην κατανάλωση ενέργειας. (Ο Pentium 4, ο ταχύτερος επεξεργαστής της Intel σήμερα, έχει 42 εκατομμύρια τρανζίστορ και η ταχύτητά του φτάνει τα 2GHz). Έτσι, ο νόμος του Moore του 1965, σύμφωνα με τον οποίο ο αριθμός των τρανζίστορ σε ένα τσιπ διπλασιάζεται κάθε 18 μήνες, θα συνεχίσει να ισχύει.


Οι ερευνητές της εταιρείας θα παρουσιάσουν στο συνέδριο International Electron Device Meeting στις 3 Δεκεμβρίου ένα νέο τύπο τρανζίστορ που ονομάζεται «τρανζίστορ μειωμένου υποστρώματος» (depleted substrate transistor) και ένα νέο υλικό που ονομάζεται «διηλεκτρικό πύλης υψηλού k» (high k gate dielectric). Ο συνδυασμός τους θα μειώσει σημαντικά τη διαρροή ρεύματος και την κατανάλωση ενέργειας.


Η εφαρμογή υπαρχόντων σχεδιασμών των τρανζίστορ, των μικροσκοπικών αυτών διακοπτών στον πυρήνα των τσιπ, δεν είναι δυνατή λόγω της διαρροής ρεύματος, που συνεπάγεται ότι απαιτεί περισσότερη ενέργεια και εκλύει περισσότερη θερμότητα.


Η Intel έχει ήδη κατασκευάσει εξαιρετικά μικροσκοπικά τρανζίστορ, 15 μόλις νανομέτρων (όπου ένα νανόμετρο ισοδυναμεί με το 1/10.000 της ανθρώπινης τρίχας). Χάρη σε αυτά, θα γίνει εφικτή η κατασκευή τσιπ με έως ένα δισεκατομμύριο τρανζίστορ μέχρι το δεύτερο μισό της τρέχουσας δεκαετίας.

Το μικρότερο, όμως, δεν είναι αρκετό για την κατασκευή τσιπ σε προσωπικούς υπολογιστές και διακομιστές, αφού τα εκατοντάδες εκατομμύρια τέτοιων τρανζίστορ που συσσωρεύονται σε ένα κομμάτι πυριτίου με μέγεθος όσο ένα νύχι καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια και εκλύουν περισσότερη θερμότητα. Με το νέο σχεδιασμό και το νέο υλικό η Intel συγκεντρώνει το ηλεκτρικό ρεύμα εκεί όπου χρειάζεται, βελτιώνοντας την κατανάλωση ενέργειας.


Η νέα δομή ονομάζεται Intel TeraHertz, επειδή τα τρανζίστορ θα μεταβαίνουν από την κατάσταση «ανοικτό» (on) στην κατάσταση «κλειστό» (off) περισσότερες από ένα τρισεκατομμύριο φορές το δευτερόλεπτο (ισοδύναμο με 1.000GHz). Υπολογίζεται ότι ένας άνθρωπος θα χρειαζόταν περισσότερα από 15.000 χρόνια για να ανοιγοκλείσει ένα φως ένα τρισεκατομμύριο φορές.


Στα τρανζίστορ μειωμένου υποστρώματος, το τρανζίστορ βρίσκεται σε ένα εξαιρετικά λεπτό στρώμα πυριτίου επάνω από ένα ενσωματωμένο στρώμα μόνωσης. Αυτό το λεπτό στρώμα πυριτίου είναι πλήρως μονωμένο για να δημιουργεί το μέγιστο ρεύμα οδήγησης όταν το τρανζίστορ ανάβει, ή να μειώνεται στο ελάχιστο η ανεπιθύμητη ροή ρεύματος όταν σβήνει, επιτρέποντάς του να ανάβει και να σβήνει ταχύτερα. Επιπλέον, το τρανζίστορ αυτό έχει ενσωματωμένες επαφές χαμηλής αντίστασης επάνω στο στρώμα πυριτίου. Έτσι μπορεί να έχει πολύ μικρό μέγεθος, να είναι γρήγορο και να καταναλώνει λιγότερη ενέργεια.


Τέλος, η Intel πρόκειται να αντικαταστήσει το υλικό που χρησιμοποιείται στις λεγόμενες «φέτες πυριτίου» (wafer) για να διαχωρίσει την πύλη του τρανζίστορ, η οποία ελέγχει την κατάστασή του (ανοικτό ή κλειστό) από την ενεργή της περιοχή. Μέχρι στιγμής χρησιμοποιούσαν διηλεκτρικό πύλης από διοξείδιο του πυριτίου. Η διαρροή ρεύματος όμως ήταν τέτοια που είχε αρχίσει να γίνεται μία από τις μεγαλύτερες πηγές κατανάλωσης ενέργειας των τσιπ. Το υλικό που θα αντικαταστήσει το διηλεκτρικό πύλης διοξειδίου του πυριτίου είναι το «διηλεκτρικό πύλης υψηλού k». Αυτό μειώνει τη διαρροή περισσότερο από 10.000 φορές και ως εκ τούτου αναμένεται να επιτρέψει την κατασκευή βελτιωμένων τσιπ για φορητές ηλεκτρονικές συσκευές.


Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ

Ειδήσεις Σήμερα: