Грядет новая революция микропроцессоров

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли нашли способ уменьшить минимальное напряжение, необходимое для хранения заряда в конденсаторе. Это достижение может существенно снизить энергопотребление и тепловыделение современной электроники.

Чем большее быстродействие у современного компьютера, тем сильнее он нагревается. В настоящее время технология подошла к «потолку» возможностей процессоров, когда необходимы слишком мощные и сложные системы охлаждения. А все дело в том, что напряжение для питания транзисторов современных микросхем остается на уровне 1 вольт в течение приблизительно 10 лет. Это связано с физическими принципами работы транзистора, и рост производительности процессоров шел по пути наращивания количества транзисторов и их миниатюризации. Сегодня процессор может содержать миллиарды транзисторов, однако уменьшение размера не привело к пропорциональному сокращению общей потребляемой мощности, необходимой для работы компьютерного чипа. При комнатной температуре требуется не менее 60 милливольт для того, чтобы ток проходил сквозь транзистор, а так как разница напряжения между включением и выключением должна быть значительной, требуется не менее 1 вольта для его работы. Из-за этого с 2005 года частота процессоров не сильно выросла, а эффективно рассеивать тепло процессоров и уменьшать их размер становится все труднее.

Совсем скоро новые "пеньки" станут достоянием истории... Как и старые :)

Экспериментальное устройство, сделанное из сегнетоэлектрических материалов. Эта конфигурация может усиливать заряд в слое титаната стронция при неизменном напряжении. Ключом к электронике нового поколения должен стать более энергоэффективный транзистор, и американские ученые, похоже, придумали, как это сделать. Решение заключается в добавление в конструкцию современных транзисторов сегнетоэлектриков (ферроэлектриков), которые потенциально могут генерировать больший заряд при меньшем напряжении. Сегнетоэлектрики обладают уникальным свойством: могут содержать положительные и отрицательные электрические заряды, даже без приложения электрического напряжения. Более того, электрическая поляризация в сегнетоэлектриках может быть изменена с помощью внешнего электрического поля.

Инженеры Калифорнийского университета продемонстрировали конденсатор из сегнетоэлектрика в паре с диэлектриком, который способен усиливать накопленный заряд. Это явление, называемое отрицательной емкостью, может помочь преодолеть существующую проблему энергоэффективности транзисторов и создать маломощные транзисторы без ущерба для производительности и быстродействия.

В своем прототипе электронного устройства нового типа исследователи применили пары сегнетоэлектрических материалов: цирконата-титаната свинца с диэлектриком из титаната стронция. Они подали на эту структуру напряжение, а также – только на титанат стронция. После этого ученые сравнили количество заряда, хранящееся в обоих устройствах. Сегнетоэлектрическая структура продемонстрировала двукратное повышение заряда при сохранении напряжения на низком уровне. Другими словами, сегнетоэлектрическое устройство демонстрирует ту же мощность, но при меньшем напряжении, чем традиционные электронные устройства. При этом эффект наблюдается даже при температуре в 200 градусов Цельсия, в то время как для современных процессоров предельная рабочая температура равна 85 градусам.

В настоящее время ученые заняты подготовкой к эксперименту по созданию сегнетоэлектрического транзистора, способного включаться и выключаться, генерируя нули и единицы двоичного кода компьютера. Если удастся этого достичь, индустрию вычислительной техники ждет настоящая революция, связанная с появлением мощных микропроцессоров с низким энергопотреблением, пишет cnews.ru.

Китай захватит мировой рынок электроники процессором GodSon

Китай, чьи товары и так буквально заполонили большинство мирового рынка, собирается вступить в новую нишу. На этот раз амбициозные планы Китая коснулись области, в которой основными игроками являются такие известные компании, как Intel, AMD и ARM, область центральных процессоров для компьютеров различного назначения. А причиной, позволившей китайцам строить такие, поистине наполеоновские, планы, стала успешная разработка нового поколения процессоров Loongson (GodSon), которые станут основой китайского суперкомпьютера Dawning 6000.

Китайский суперпроцессор во всей красе ...

Достижение такой амбициозной цели предполагает грандиозное сражение на уже давно устоявшемся и относительно стабильном рынке. Несмотря на то, что некоторые специалисты считают, что Китаю потребуется еще как минимум 20 лет для того, что бы по уровню догнать компанию Intel, не стоит сбрасывать со счетов, что в настоящее время ВУЗы Китая готовят около 50 тысяч инженеров в год, и можно признать, достаточно сильных. Поэтому, "генеральное сражение", которым ознаменуется выход Китая на рынок ЦП, может произойти всерьез и гораздо раньше прогнозируемых 20 лет.

Единственное, что является барьером для проникновения процессоров GodSon на внешний рынок - это отсутствие у китайских производителей лицензии на архитектуру x86 из-за чего эти процессоры построены по уникальной архитектуре, разработанной китайскими производителями и несовместимы с существующими ныне аппаратными средствами. А продвижение новых процессоров и новой архитектуры - весьма скользкий путь, по которому вряд ли пойдут китайские производители. Быстрее всего будет потрачено еще какое-то дополнительное время на разработку новых процессоров, и процессор GodSon станет x86-совместимым, пишет dailytechinfo.org.

Создан первый в мире пластиковый процессор

На международной конференции International Solid-State Circuits Conference, состоявшейся на прошлой неделе в Сан-Франциско, европейские исследователи анонсировали первый в мире пластиковый процессор, изготовленный на основе органических полупроводников. 8-битовый логический процессор с 4000 тысячами транзисторов обладает вычислительной мощностью кремниевого микропроцессора 1970-х годов, но новый процессор обладает одним огромным преимуществом - он может гнуться. Разработчики технологии утверждают, что такие процессоры могут стать основой малогабаритных и дешевых электронных устройств, медицинских устройств и датчиков.

Что же будет следующим - видеокарта из картофеля? :)

Ключевым моментом нового пластикового микропроцессора стал новый органический транзистор. Согласно заявлению Яна Гено (Jan Genoe), исследователю в области молекулярной и полимерной электроники в Бельгийском нанотехнологическом исследовательском центре Imec, современные органические транзисторы отличаются непредсказуемым поведением. Разные экземпляры органических транзисторов, в отличие от кремниевых транзисторов, имеют разные значения порога срабатывания (переключения), что делает ненадежной работу органической схемы в целом. Для преодоления этой проблемы в структуру органического транзистора был введен дополнительный управляющий электрод, затвор, позволяющий осуществить лучший уровень контроля за электрическим полем и избежать случайных и ненадежных переключений.

Основой пластикового микропроцессора, общей толщиной 25 микрометров, является пластиковая подложка из полимера PEN (polyethylene naphthalate), покрытая слоем золота, толщиной 25 нанометров. Сверху покрытия нанесен слой органического диэлектрика, покрытый вторым золотым слоем, и наконец, на самом верху этого "бутерброда" располагаются полупроводниковые органические слои из которых, собственно, и состоит вся электронная схема.

После изготовления экспериментального образца органического процессора была выполнена проверка его работоспособности. Эта проверка заключалась в работе тестовой программы, обрабатывающей дискретные данные, подаваемые на 16 входов этого микропроцессора. Сама программа была записана на отдельном гибком чипе, который с помощью проводников был соединен с чипом микропроцессора. По словам исследователей, органический микропроцессор во время тестов показал производительность, равную 6 инструкций в секунду.

Исследователи считают, что дальнейшие исследования позволят им добиться существенного увеличения производительности гибких органических микропроцессоров, сообщает dailytechinfo.org. Но, тем не менее, вряд ли когда-либо появятся органические процессоры, содержащие сотни миллионов транзисторов, как у их кремниевых собратьев. А будущее органических процессоров видится как обеспечение работы и функционирования периферийных устройств, не требующих большой вычислительной мощности, работающих под управлением мощного кремниевого микропроцессора.

Intel выбросит на рынок 10-ядерный процессор

Корпорация Intel выпустит 10-ядерный серверный процессор Xeon к лету 2011 года, заявил официальный представитель компании.

Intel подготовил весьма привлекательную новинку

Отмечается, что этот чип станет самым производительным в линейке компании. В частности, он превзойдет показатель продающихся в настоящий момент восьмиядерных процессоров линейки Xeon 7500 на архитектуре Nehalem. Новые чипы Intel создаются на микроархитектуре Westmere изготавливаться по 32-нанометровому техпроцессу. Предыдущее поколение Xeon выпускалось по 45-нанометровому техпроцессу.

Официально Intel пока не приводит спецификации этих процессоров. В то же время в конце июня издание CPU World опубликовало таблицу с информацией о всех моделях нового семейства Xeon. Так, самый производительный чип Xeon E7-4870 получит тактовую частоту 2,4 гигагерца и будет потреблять 130 ватт. Ожидается, что официально семейство под кодовым названием Westmere-EX будет представлено в начале апреля,  пишет PC World.