Карл Андерсон (Carl Anderson), почетный сотрудник IBM
(IBM Fellow), заявил о вероятном окончании действия закона Мура в
ближайшие несколько лет. Этот эмпирический закон гласит, что каждые полтора-два
года размеры транзисторов в 2 раза уменьшаются, а количество транзисторов в
интегральных микросхемах увеличивается в те же 2 раза. В то же время агентство
оборонных разработок США запускает новую программу по созданию
самовосстанавливающихся микросхем – эта программа призвана спасти закон Мура.
Карл Андерсон – очень авторитетный человек в мире
проектирования новых электронных компонентов. В компании IBM он отвечает за проектирование
новой электронной начинки для серверов на физическом уровне, поэтому не
понаслышке представляет, насколько трудно стало обеспечивать стабильную работу
постоянно усложняемых микросхем в условиях неизбежного появления дефектов на
уровне отдельных транзисторов.
Андерсон сравнил экспоненциальный рост полупроводниковой
индустрии в последние 50 лет с небывалыми темпами развития железных дорог в XIX
веке, взрывным ростом автомобильной индустрии в 30-40-х годах XX века и
наращиванием мощности самолетов вплоть до достижения скорости звука. По его
словам, полупроводниковая промышленность вышла на такой уровень зрелости, при
котором скорость инноваций постепенно замедляется. Еще одно-два поколения
процессоров будут продолжать экспоненциальный рост, хотя многие конструкторы
уже сейчас отмечают, что повседневным приложениям не нужны новейшие достижения
микроэлектроники. Лишь несколько производителей могут себе позволить разработку
новых чипов, а тех, кто может строить производственные мощности для их выпуска,
можно вообще пересчитать по пальцам.
По мнению Андерсона, остаются три направления, по которым
может сохраниться экспоненциальный рост – оптические соединения, трехмерные
микросхемы и вычисления с помощью различных аппаратных ускорителей. Oптические соединения между серверными стойками могут стать привычным явлением
уже в ближайшие годы, но оптические соединения между микросхемами остаются
делом далекого будущего, как и микросхемы, полностью построенные на оптическом
взаимодействии. Также он предположил, что первыми к трехмерной упаковке
элементов в микросхемах перейдут производители памяти DRAM.
Несмотря на относительно мрачные прогнозы Карла Андерсона,
правительственное агентство США по оборонным разработкам DARPA выделило 6
миллионов долларов на проект Али Хаджимири (Ali Hajimiri) из Калифорнийского
технического института (Cal Tech). Этот проект под названием HEALICs (Self-HEALing
mixed-signal Integrated Circuits) призван продолжить действие закона Мура за счет
автоматической адаптации микросхем к меняющимся внутренним и внешним условиям.
Программа HEALICs предусматривает разработку специальных датчиков
и управляющих элементов, которые позволят исключать из работы транзисторы, не отвечающие
требованиям текущего момента, либо подключать дополнительные транзисторы для выполнения
самых ответственных задач. Все изменения в структуре микросхем должны
происходить за тысячные и миллионные доли секунды. Целью проекта HEALICs является
получение чипов, которые будет практически невозможно вывести из строя. Эти
чипы не будут терять функциональные возможности со временем, они будут каждую
долю секунды проверять работоспособность всех своих компонентов и переключать
поток обработки на самые эффективные элементы.
Благодаря механизму адаптации микросхем к неизбежным
дефектам производства проект HEALICs позволит создавать микросхемы с любым
количеством транзисторов, нивелируя влияние производственного брака и других
отклонений в работе каждого отдельного микроскопического транзистора на работу
всей интегральной микросхемы в целом.
Источники: The
Register, EEtimes
|
