duminică, mai 9, 2021

Despre tehnologia de 7nm

E greu să scrii despre IT atunci când în jur se petrec atâtea lucruri. Uneori pare chiar indecent ( baba se piaptănă) atunci când întreaga planetă arde: comuniştii îşi fac bursă şi se confruntă cu primul crah, capitaliştii încep să se îndoiască de filozofia creşterii necontenite şi îi spun un OXI hotărât ( după care o iau de la capăt, evident), iar Victor Turcitul se întoarce de la Stambul cu o cârjă nouă şi clădeşte o … moschee în cinstea evenimentului.

Dar staţi. Avem şi noi în IT o formulă a consumerismului ; ca nişte ingineri adevăraţi i-am dat şi o formulă matematică. E vorba de legea lui Moore.

Ea postulează că numărul de componente integrate pe un chip se dublează la fiecare doi ani. Bineînţeles că ştim cu toţii că există o limită fizică ( de la un număr de atomi în jos nu mai poţi vorbi de componente electronice, respectiv de tranzistori). Dar în general legea s-a cam verificat până acum în practică, pentru că ea nu se referă de fapt la proiectarea circuitelor ci la tehnologia de obţinere a lor. Probabil că tehnologia se poate duce până la nivelul la care se pot construi structuri din atomi, asta nu înseamnă că acele structuri vor fi neapărat utile.

Recent IBM a anunţat că a reuşit să construiască primul chip în tehnologie de 7nm. Ce mi s-a părut interesant este că pentru acest chip au folosit o combinaţie de siliciu cu germaniu.

Germaniul este o mai veche cunoştinţă a celor care lucrează în industria semiconductorilor, pentru că primele tranzistoare au fost construite din germaniu, nu din siliciu cum sunt cele actuale. Siliciul s-a impus în tehnologie pentru că este un material mult mai stabil din punct de vedere termic. Dar germaniul avea o proprietate care ar fi de folos la nivelul de azi: comutarea se putea obţine la 0.2 V în loc de 0.6 V la siliciu. (trebuie să precizez de dragul preciziei că valorile de care vorbesc se referă la joncţiunile tranzistorului bipolar, în procesoare se folosesc alte tehnologii dar oricum ar fi există o proporţionalitate cu acestea) Când vorbim de tehnologii ca 22nm, 14nm vorbim în special despre microprocesoare, deci cuvântul cheie este comutatorul. Cu cât reuşeşti să faci circuitul să comute la o tensiune mai joasă cu atât puterea necesară este mai mică şi deci consumul total mai redus. Ceea ce, dincolo de numărul de componente, ar fi un progres major în sine. Deocamdată nu ştim dacă tehnologia este viabilă şi dacă are avantajul de care vorbesc, urmează să aflăm, conform lui Moore în următorii doi ani. Deocamdată vestea mi-a provocat printre altele şi o amintire: pe vremea studenţiei, să fi fost poate ’87, am făcut celebra „practică industrială” la IPRS. Unde încă mai funcţiona linia de fabricaţie pe germaniu, care producea pentru … Albania, unde era încă cerere pentru astfel de tranzistori.

Mărirea continuă a puterii de calcul pe baza tehnologiei e o cale comodă de a creşte puterea calculatoarelor. Dacă replicăm vechea structură de mai multe ori pe un chip, sau pur şi simplu o replicăm ca atare pe un chip în tehnologie mai „mică” obţinem un nou chip perfect compatibil cu cel vechi. Deci îl putem monta mai mult sau mai puţin direct într-o arhitectură existentă şi îl punem pe piaţă aproape imediat.

Sigur că şi în acest domeniu se cere un fel de „nouă ordine”: toată lumea e conştientă că nu putem continua la nesfârşit pe această cale. Avem în mod clar nevoie de alte structuri şi de alt design, în principal pentru că vorbim în ziua de azi de alt fel de date şi alt fel de prelucrări. Însă aceste noi structuri cer, cel mai probabil, refacerea aproape a întregului ecosistem, de la sisteme de operare, design hardware şi poate până la limbajele de operare folosite. Deocamdată această nouă ordine, la fel ca şi în politică, nu are cum să se autosusţină economic, câtă vreme cea veche este bine sănătoasă. Şi, destul de probabil, va fi asimilată treptat în mainstream, pe măsură ce problemele existente nu vor mai putea fi rezolvate cu tehnologia clasică.

Distribuie acest articol

19 COMENTARII

  1. Este foarte greu sa tii pasul cu noutatile in electronica. Nu numai sa te informezi dar sa proiectezi este si mai greu. O parte din componente se retrag de pe piata pentru ca altele sa le ia locul. Ce este nou este mai competitiv, cu mai multe functii si un pic diferit. Daca vrei sa-l integrezi intr-un circuit vechi uneori este dificil alteori imposibil. Dar piata cere componente noi, produse noi. Traim o revolutie al carui final va fi peste citeva decenii si se va termina prin automatizarea, robotizarea intregii activitati economice si sociale a omului. Mai greu va fi de gasit un loc acestui creator (care se revolta, demonstreaza, face greva, oboseste, merge in concediu si chiar moare putin)…. Si limita nu va fi 7nm.

  2. Problema limitativa nu e in capacitatea de comutare la un anumit voltaj ci de incapsulare a microcircuitelor-i disipare a energiei termice.

    • Nici nu am spus asta. Dar comutarea la tensiuni mai mici=putere necesara mai mica=necesitati de disipare mai mici. E un efect colateral. Deocamdata nu stim daca adaugarea de atomi de germaniu va schimba parametrii de comutare, pentru ca nu stim cat de multi sunt si cum e construita structura, probabil vom afla mai multe pe parcurs. Adevarata limitare fizica (nu cea actuala, cic ea teoretica) tine de numarul de atomi. Cum siliciul trebuie impurificat, trebuie sa existe o anume proportie intre siliciu (sau ce semiconductor va fi folosit) si materialul de dopaj. Daca ai trei atomi, nu mai poti vorbi de „impurificare” , pentru ca nu poti adauga mai putin de un atom dopant.

      • Se zice că e de-ajuns și un singur atom pentru un tranzistor:

        ”The single-atom transistor is made by carving a slot in a hydrogen-coated silicon wafer with a tunneling electron microscope and depositing a single phosphorus atom in the hole. The phosphorus atom acts as an electrical bucket, holding one electron—representing a single bit of information—until it is jolted with an external voltage. The phosphorus switch has been tested and in the future could form the basis for both traditional and quantum computing.”

        http://discovermagazine.com/2013/jan-feb/29-single-atom-transistor-created

        • Da, ma rog, vorbeam de niste dispozitive aşa cum le ştim acum.
          Chestia asta este numita tranzistor din inertie, domeniul computerelor cuantice este abia la inceput si este cam alta mancare de peşte. Personal ( nu sunt fizician deci poate mă înşel) cred ca o bună parte din fizica cuantică va fi oricum rescrisă într-un viitor destul de apropiat….

          • Da, dar aș zice că inerția e mai veche. Tranzistorul a fost inventat pentru amplificare, iar în ziua de azi e necesar în principal pentru comutare.

  3. Am fost uimit sa aflu recent ca incepand cu 2002 omenirea produce anual mai multi tranzistori decat boabe de orez.

    • Eu sunt surprins să aflu că abia în 2002 s-a întâmplat asta :P

      Când Gordon Moore (chiar acel Moore din articol) și Robert Noyce au plecat de la Fairchild și au fondat Intel, au avut o idee clară despre direcția în care urmau să evolueze lucrurile.

      • Bine, asta poate fi interpretata si invers, ca un elogiu al valorii bobului de orez, care, nu-i asa, hraneste o planeta, pe cand numerosii nostri tranzistori degeaba sunt multi, hranesc cel mult cativa IT-sti :)

        • Nu se rezumă totul la hrană (și cu-atât mai mult nu la orez :P )

          Acei tranzistori fac o mulțime de utilaje să muncească singure în locul oamenilor, ducând la creșterea nivelului de trai mai mult decât un sac de orez în plus. Am fost săptămâna trecută la un magazin Tesco unde ajung mai rar, acolo deja înlocuiseră versiunea veche de case automate care necesitau un operator uman la 6 case de marcat (cum e la magazinul din zona mea) cu o versiune nouă care necesită un singur operator uman la 12 case de marcat.

          Tot din aceeași categorie fac parte trenurile automate, în Paris există chiar și o linie de metrou complet automată, tot aici se încadrează avioanele moderne fly-by-wire la care ar fi probabil nevoie de 5-6 oameni în echipaj în locul computerelor ca să aducă toate suprafețele de control în poziția necesară unei anumite faze a zborului etc. etc.

          E adevărat că o mulțime de tranzistoare nu fac nimic util (ați avut recent artiicolul despre serverele idle :) ) însă e în continuare nevoie de foarte multe tranzistoare care să facă diverse lucruri utile în locul oamenilor.

            • Dupa parerea mea sincera, oamenii muncesc prea mult . Sunt pentru saptamana de lucru de trei zile – tehnologia de azi permite asta , doar ca evident trebuie sa fie adoptata simultan de toti, ceea ce nu se poate intampla. In restul timpului, trebuie sa pictam si sa scriem sonete :)

            • La capitolul ăsta și eu votez cu dl.Mihai Bădici – oamenii muncesc prea mult (atât în vest cât și în RO). Pe lângă asta, loc de acitvități productive pentru oameni este destul. Doar taxarea excesivă din partea statului este cea care face ca multe din ele să nu merite efectuate.

              Problema e simplă: pentru un anumit nivel de trai al oamenilor este nevoie de o anumită cantitate de muncă, iar mașinile prestează cantități uriașe din respectiva muncă. Condițiile de trai de azi nici nu se compară cu cele din 1965 sau cu cele din 1915, deși populația Europei sau a planetei a crescut impresionant în timpul ăsta. Lamentările pentru locurile de muncă pierdute nu sunt susținute de realitatea înconjurătoare, cauzele recesiunilor sunt datorate politicienilor și bancherilor care manipulează piața, nu mașinilor care muncesc în locul oamenilor.

  4. OT: cum tranzistori cu germnaiu in 1987?!?!
    Eu am facut practica si lucrarea de an la IPRS prin 1978 si da, atunci exista sectia de tranzistori cu germaniu, faimoasele EFT-uri. Exista si parte ade crestere a lingourilor de germaniu monocristalin, iar plachele aveau mai putin de 2 inci diametru ..
    Ba chiar am vazut si „cutiile de pantofi”, la propriu, folosite pt echipamentele de testare!
    Dar la jumatea anilor 80 sectiile de germaniu disparusera deja, halele respective erau numai pentru testarea dispozitivelor pe baza de siliciu ..

    • Pai daca am inceput facultatea in ’86? Posibil sa fi fost ’88 , nu mai tin minte exact :)
      Era doar o sectie restransa, imi aduc aminte precis ca a intrebat unul dintre noi si ne-au spus ca produc doar pentru Albania, tot restul era siliciu.

  5. @Mihai Badici

    Da, probabil … sincronicitatea ne da de furca … :) Intrebarea e daca o sa mai avem ce picta :) ? Pictura unui PCB e tot un PCB :)) poate asa devenim in sfarsit realisti …

    Cred ca nu se poate lungi saptamana de lucru la 3 zile, distrbutia puterii de munca si capacitatile nu sunt liniare. Structura societatii a ramas in pofida evolutiei tehnologice una piramidala … Pentru a intretine infrastructura tehnologica si a o dezvolta in continuare e nevoie de o patura relativ subtire, educata si dotata intelectual corespunzator, munca bruta revine din ce in ce mai mult masinilor. Bine putem spune ca exista o piramida mai mica in interiorul piramidei clasice, in care exista in continuare o subdiviziune a muncii in functie de capacitatile cognitive dar in esenta si piramida aceasta e supusa eroziunii … si tot asa …

    • Analizarea excesivă a detaliilor ne face să pierdem din vedere imaginea de ansamblu. Altfel spus, nu mai vedem pădurea din cauza copacilor. Exemplu concret: la 1870, operarea căilor ferate din Principatele Unite presupunea și aducerea fochiștilor din Germania sau Austria, nu doar a mecanicilor. Astăzi nici măcar piloții de avioane nu trebuie importați.

      Societatea se dezvoltă și răspândirea competențelor crește. Situația din RO e oarecum atipică pentru că oamenii părăsesc mereu țara, însă în următorii 10-20 de ani ar trebui să înceapă să se tempereze și fenomenul ăsta.

LĂSAȚI UN MESAJ

Please enter your comment!
Please enter your name here

Prin adaugarea unui comentariu sunteti de acord cu Termenii si Conditiile site-ului Contributors.ro

Autor

Mihai Badici
Mihai Badici
Absolvent al Facultății de Electronică si Telecomunicații București ( 1991) Administrator de sistem cu peste zece ani de experiență cu specializari in sisteme de stocare si securitatea datelor. De asemenea a absolvit in 1996 Facultatea de Litere la Universitatea Bucuresti. In prezent, consultant IT independent, colaboreaza pe mai multe proiecte legate de infrastructura de date.

Contributors.ro propune autorilor săi, acum, la sfârșit de an, trei întrebări despre anul 2020 si perspectivele României în viitorul apropiat. Cele trei întrebari sunt:

1. Care este evenimentul anului 2020 cel mai pe nedrept trecut cu vederea de media și de opinia publică? 

2. Care este cea mai interesantă idee a anului 2020?

3. Care e cea mai mare temere pe care o aveți pentru viitorul României si care e cea mai mare speranță? 

Esential HotNews

E randul tau

Observ cu uimire că invocați, ca reper intelectual creștin, cartea lui Noica, „Rugaţi-vă pentru fratele Alexandru”. Și cumva indirect îi reproșați lui Gabriel Liiceanu un soi de trădare a acestui crez ( „am neplăcuta senzaţie că mă aflu ȋn faţa unui tată care şi-a abandonat, simbolic, copiii”). Mă tem că tocmai această carte a lui Noica este o trădare a suferinței victimelor de: Cristina Cioaba la Dincolo de Isus. Gabriel Liiceanu şi portretul României religioase

Top articole

Voi, treziți-vă!

Cezar Victor Năstase este convins că: ”Dacă s-ar reintroduce pedeapsa capitală aceasta ar trebui aplicată în primul rând cozilor de topor și...

PNRR for dummies. Sau planul cincinal cu MCV ataşat

Luni 10 mai premierul Cîţu şi ministrul Ghinea merg la Bruxelles pentru a discuta o formă finală a Planul Naţional de Redresare...

Maia l-a învins definitiv pe Igor. Dar bătălia pentru direcția Republicii Moldova continuă

După ce a pierdut pe toate fronturile, adică și Președinția și Parlamentul, principalul agent politic al Moscovei la...

Cum produce scoala tampiti

I.  Învăţământul preuniversitar Pentru a nu pune la încercare răbdarea potenţialilor cititori, o spun de la început: şcoala românească produce tâmpiţi industrial şi cu metodă....

Paștele – Anul II al pandemiei

          După suferința Vinerii Mari, înfricoșați de chinul și moartea lui Isus, apostolii au căzut sub povara descurajării și a fricii. Timp...

contributors.ro

Contributors.ro este intr-o permanenta cautare de autori care pot da valoare adaugata dezbaterii publice. Semnaturile noi sunt binevenite cata vreme respecta regulile de baza ale site-ului. Incurajam dezbaterea relaxata, bazata pe forta argumentelor.
Contact: editor[at]contributors.ro

MIHAI MACI – Cel de-al doilea volum din Colectia Contributors.ro

„Atunci când abdică de la menirea ei, școala nu e o simplă instituție inerțială, ci una deformatoare. Și nu deformează doar spatele copiilor, ci, în primul rând, sufletele lor. Elevul care învață că poate obține note mari cu referate de pe internet e adultul de mâine care va plagia fără remușcări, cel care-și copiază temele în pauză va alege întotdeauna scurtătura, iar cel care promovează cu intervenții va ști că la baza reușitei stă nu cunoașterea, ci cunoștințele. Luate indi­vidual, lucrurile acestea pot părea mărunte, însă cumulate, ele dau măsura deformării lumii în care trăim și aruncă o umbră grea asupra viitorului pe care ni-l dorim altfel.” – Mihai Maci Comanda cartea cu autograful autorului. Editie limitata.

Carti recomandate de Contributors.ro

 

„Pierre Hadot aduce filosofia antica in zilele noastre. Ce s-a spus candva redevine actual, urmand modelul exercitiului spiritual, mai exact al intelepciunii care este, inainte de orice, o optiune de a fi.” – Pascal Bruckner

 

„Demersul lui Hadot parcurge elegant traseul de la inceputurile filosofiei printre greci, apoi transformarea ei in timpul romanilor si intalnirea cu crestinismul, precum si relatia emotionanta dintre filosofia orientala si occidentala.” – Global and Mail

 

Pierre Hadot (1922–2010) a fost un filosof, istoric si filolog francez, bun cunoscator al perioadei elenistice si in special al neoplatonismului si al lui Plotin. Este autorul unei opere dezvoltate in special in jurul notiunii de exercitiu spiritual si al filosofiei ca mod de viata.

 

Cumpara cartea de pe GiftBooks.ro