egeinformnata.ru

Этот сайт предназначен для подготовке к ЕГЭ по информатике

Рождение процессора

Всем хорошо известно, что процессор является сердцем любого компьютера. Необходимо отметить, что современные микропроцессоры являются самыми быстрыми и умными микросхемами в мире. Они уже сегодня способны выполнять до 4 млрд. операций в секунду. С начала 90-х годов XX века, производство процессоров пережило несколько ступеней развития. Но сейчас эффективность новых процессоров относительно падает, невзирая на постоянный рост частоты работы кристаллов, это связано с тем, что кремниевые технологии близятся к пределу своих возможностей.

Дело в том, что микропроцессор представляет собой интегральную схему, сформированную на маленьком кристалле кремния. Кремний используется в производстве микросхем в связи с тем, что сам по себе обладает полупроводниковыми свойствами. При этом его электрическая проводимость значительно выше, чем у диэлектриков, но намного меньше, чем у металлов. Из кремния так же можно сделать изолятор или проводник. Этот эффект достигается путем введения определённых примесей.

Фактически любой микропроцессор содержит миллионы транзисторов, которые соединенны между собой тончайшими проводниками. Благодаря этому микропроцессор способен выполнять множество различных функций, включая в себя математические и логические операции.

Частота работы микропроцессора или микрочипа определена частотой переключений транзисторов из закрытого состояния в открытое. Этот показатель напрямую зависит от технологии производства кремниевых пластин. Размерность данного технологического процесса определяет физические размеры транзистора. Например, при использовании 90-нм техпроцесса, который был введен в начале 2004 года, размер транзистора составляет 90 нм, а длина затвора – 50 нм.

Необходимо отметить, что российский процессор Эльбрус-8С на сегодняшний день выполнен по технологии 28 нм (Источник: http://digital-boom.ru/hardware/rossijskie-protsessory.html)

Здесь необходимо вспомнить как именно устроен транзистор.  В сущности, это тонкий слой диоксида кремния, изолятора, находящегося между затвором и каналом, который выполняет функцию барьера для электронов, предотвращающего утечку тока затвора. Вполне очевидно, что чем толще этот слой, тем успешнее он способен выполнять изоляционные функции. Исходя из этого всё последнее десятилетие толщина этого слоя составляла в основном 1/45 от всей длины канала. Intel в своё время заявил, что при продолжении использования SiO2, минимальная толщина слоя не сократиться 2,3 нм.

Корпорация IBM тем не менее уже создала технологию чипов с топологией 5 нанометров.

По мнению специалистов, чипы, основанные на топологии 5 нм, позволят в значительной степени снизить энергопотребление устройств, так как такого рода процессоры потребляют на 75% меньше энергии, при этом их производительность на 40% выше, чем у большинства текущих мобильных чипов, изготовленных по 14 нм техпроцессу. То есть новые устройства, созданные на основе новых чипов, способны работать в 2-3 раза дольше, чем сегодняшние.

Следует отметить, что 5 нм технология является плодом совместных трудов IBM с компаниями Samsung и GlobalFoundries. Хотя в настоящее время в современной электронике основные позиции удерживают 14 нм чипы, выпуск которых начался 2-3 года назад.

Обновлено: 17.08.2018 — 15:30

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

egeinformnata.ru © 2018 Оставляя комментарий на сайте или используя форму обратной связи, вы соглашаетесь с правилами обработки персональных данных. Frontier Theme