Наука и жизнь // Иллюстрации

В изготовленной по технологии 0,065 мкм ячейке статической памяти на 4 бит (внутри контура черного цвета) на площади 0,57 мкм<SUP>2</SUP> размещаются шесть транзисторов. Из ячеек собираются огромные массивы кэш-памяти центральных процессоров.

Устройство (а) и схема (б) транзистора по технологии 0,065 мкм.

Архитектура двухъядерного микропроцессора Yonah с общей кэш-памятью и шиной управления.

КТО, ОТКУДА, СКОЛЬКО?

В мероприятиях "СеBIT-2006" приняли участие 6262 предприятия из 70 стран всех континентов. Экспонаты расположились в 27 павильонах на площади 310 412 м². Больше всего их, почти три тысячи, представила Германия, благо везти их было недалеко. В отличие, кстати, от Тайваня, 711 предприятиям которого огромное расстояние не помешало приехать и занять выставочных площадей почти в 2 раза больше, чем Китайская Народная Республика. Из далекой и скромной по территории Южной Кореи на форум прибыло 229 предприятий, специализирующихся в области высоких технологий. Россия с выставочной площадью 2096 м² по числу участников (82) заняла 11-е место в "табели о рангах", неподалеку от Франции (83), Италии (84) и Швейцарии (93), но заметно отстав от Нидерландов (112), Великобритании (189) и США (198). Появились на "СеBIT" и представители бывших советских республик - Украины, Казахстана, Азербайджана, Белоруссии, Литвы, Армении, Латвии, Эстонии; при этом Казахстан занял площадь 500 м², а на остальных пришлось 608 м².

В основном предприятия, компании и специалисты из стран СНГ и Балтии, ставших на путь самостоятельного развития, демонстрировали документально оформленные научно-технические разработки в области информационно-коммуникационных технологий и программного обеспечения; представляли перспективные инновационные проекты. Другими словами, шел поиск не покупателей, а инвесторов.

Выставку посетило полмиллиона человек, причем более ста тысяч приехало из-за рубежа. Пожалуй, это лучшее свидетельство высокого авторитета выставки и высокого уровня экспонатов, представленных на ней.

ПОВОД ВСПОМНИТЬ ПРОШЛОЕ

Нынешняя выставки проходила в год своеобразного юбилея. Шестьдесят лет назад, 14 февраля 1946 года, в университете штата Пенсильвания военным и ученым показали работу первой в мире ЭВМ под названием Electronic Numerucal integrator and Computer, или сокращенно ENIAC (электронно-числовой интегратор и вычислитель). С той поры специалисты по вычислительной технике разных стран неофициально отмечают эту дату как "день компьютерщика"*.

Разработкой и изготовлением ЭНИАКа руководили молодые американские инженеры Дж. Моучли (J.W. Mauchly) и Дж. Эккерт (J.P. Eckert). По современным представлениям это был монстр, весивший 27 тонн и занимавший помещение площадью 167 м². Он состоял из 70 000 резисторов, 17 468 радиоламп, 10 000 конденсаторов, 7200 полупроводниковых диодов, 6000 переключателей и тумблеров, 4100 ферритовых колец, 1500 реле. Потребляя 150 кВт энергии, ЭНИАК умел, например, производить сложение/вычитание двух 10-разрядных чисел за 0,0002 с, а их умножение - за 0,0028 с, то есть в 20 000 раз быстрее механического арифмометра. Ныне такими вычислительными способностями обладает кремниевый микрочип площадью 0,5 мм².

На заре вычислительной техники Советский Союз не только не уступал американцам, но и превосходил их. Главная заслуга в этом принадлежит академику С. А. Лебедеву, создателю знаменитых БЭСМ и "Эльбрусов".

ЗАКОН МУРА В ДЕЙСТВИИ

Начиная с 2003 года объемы продаж персональных компьютеров растут в основном за счет ноутбуков. Высокий спрос на них объясняется вполне доступными ценами, малыми габаритами и весом, удобством в работе и многочисленными функциональными возможностями. Популярности им добавляет появившаяся новая идеология для мобильных компьютеров Centrino (см. "Наука и жизнь" № 10, 2003 г.).

Чтобы завоевать потребителя, изготовители компьютеров стараются увеличить производительность своих изделий, а она в свою очередь зависит от количества электронных компонентов на микрочипе. В начале 2003 года появился процессор Centrino Pentium M-Banias, выполненный по технологии 0,13 мкм (это означает, что на микросхеме можно разместить элементы с минимальными линейными размерами 0,13 мкм, или 130 нм). В мае 2004 года удалось создать процессор архитектуры Dothan по технологии 0,09 мкм (см. "Наука и жизнь" № 1, 2005 г.).

В том же году на форуме "IDF-2004", проводившемся в России, специалисты сообщили о реализации технологии 0,065 мкм и о создании микрочипов быстродействующей статической памяти SRAM (Static Random Access Memory) объемом 70 Мбит, содержащих более 500 млн транзисторов на кристалле площадью 110 мм².

Чтобы наглядно представить эти достижения, приведем для сравнения размеры некоторых объектов микромира. Так, например, вирус ВИЧ имеет диаметр около 0,12 мкм (120 нм), эритроцит - 6-8 мкм, человеческий волос - 80 мкм. Следовательно, по технологии 0,065 мкм на кончике шарика гелевой ручки удалось бы разместить более 1 млн транзисторов. Благодаря уменьшению размеров транзистора у него снижается емкость затвора, а значит, и время его переключения, а также потребляемая энергия. Это в свою очередь дает возможность использовать более высокую тактовую частоту, то есть увеличить производительность.

Все эти данные четко укладываются в положения закона Мура, сформулированного в 70-х годах ХХ века и гласящего, что производительность компьютеров удваивается через каждые полтора года.

На выставке "СеBIT-2006" демонстрировалась новая платформа Centrino на базе процессора Yonah ("медведь" в переводе с языка индейцев северо-запада США).

Yonah - первый комбинированный микропроцессор, изготовленный по технологии 0,065 мкм и отличающийся наличием двух аналогичных ядер (Cоre 1 и Cоre 2) и общей кэш-памятью. Он работает на тактовых частотах от 1,5 до 2,55 ГГц. Два отдельных независимых ядра через общую процессорную шину взаимодействуют друг с другом и с находящейся в совместном "пользовании" кэш-памятью объемом 2 Мбит. Тактовую частоту шины удалось поднять до 166 МГц (у микропроцессоров предыдущего поколения она составляла 133 МГц). Yonah потребляет мощность 31 Вт и управляется динамически (при сокращении загрузки тактовая частота понижается и уменьшается напряжение питания). Снижение энергопотребления позволяет дольше эксплуатировать ноутбук при питании от встроенного аккумулятора.

Yonah выпускается в исполнении с двумя ядрами, а на конструируемых на его базе сборках можно прочитать маркировки "Centrino Duo" и просто "Centrino". Второе обозначение соответствует более дешевой модификации платформы, в которой схемно и программно работает одно ядро, а другое используется как запасное на случай выхода рабочего ядра из строя.

Комментарии к статье

*Специалисты по современным информационным технологиям, называющие себя на жаргоне "айтишниками", выбрали для празднования другую дату - 17 мая. В этот день в 1865 году двадцать технически развитых стран, включая Россию, образовали Международный союз телеграфа, который в 1932 году был переименован в Международный союз электросвязи (МЭС). Генеральная ассамблея ООН своим решением от 27 марта 2006 года предложила отмечать 17 мая как Международный день информационного общества. Ассоциированными членами этого общества могут считать себя и все пользователи Интернета, суммарное число которых превысило 1 млрд человек.

№7, 2006