Компьютер-Информ || Архив || Рубрики || Поиск || Подписка || Работа || О "КИ" || Карта
Новые технологии
Исследователи корпорации IBM продемонстрировали работу графеновых транзисторов на гигагерцовых частотах. Это так называемый "некремниевый" полупроводниковый элемент, созданный по программе исследований Carbon Electronics for RF Applications (CERA), спонсируемой Управлением перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ (DARPA) при Министерстве обороны США и направленной на создание оборудования связи нового поколения.
Графен - особая форма графита, состоящая из одного слоя атомов углерода, выстроенных в форме гексагональной решетки, аналогичной мелкой проволочной сетке атомарного масштаба. Этот материал привлек внимание исследователей благодаря своим необычным электронным свойствам, которые, как ожидается, со временем позволят создавать транзисторы, существенно превосходящие по быстродействию любые полупроводниковые триоды, созданные до сих пор.
Работа выполняется на основе междисциплинарного сотрудничества в исследовательском центре IBM им. Т. Дж. Уотсона (IBM T. J. Watson Research Center).
Быстродействие транзистора определяется размерами этого устройства и скоростью движения электронов. Зависимость быстродействия от размеров всегда являлась одним из основных факторов, способствовавших неуклонному уменьшению габаритов кремниевых транзисторов в полупроводниковой промышленности. Ключевое преимущество графена состоит в очень высокой скорости распространения электронов в этом материале, что является необходимым условием создания быстродействующих высокопроизводительных транзисторов.
Ученым IBM удалось создать графеновые полевые транзисторы на наноуровне и продемонстрировать работу графеновых транзисторов на гигагерцовых частотах. Что еще более важно, впервые была определена зависимость между размерами графенового транзистора и его производительностью. Группа исследователей обнаружила, что увеличение рабочей частоты транзистора достигается с уменьшением его размеров. На данный момент рекордной для графенового транзистора является тактовая частота 26 ГГц, при этом длина затвора транзистора составляет 150 нм.
Исследователи IBM считают, что производительность графеновых транзисторов можно дополнительно увеличить за счет улучшения диэлектрических свойств затвора. По их мнению, оптимизация графенового транзистора и уменьшение длины его затвора до 50 нм позволит достичь рабочих частот уровня терагерц (ТГц). На следующем этапе своих исследований ученые IBM также планируют создать на базе высокопроизводительных графеновых транзисторов радиочастотные электронные схемы.
Отчет об этой работе, озаглавленный "Operation of Graphene Transistors at GHz Frequencies" ("Работа графеновых транзисторов на гигагерцовых частотах"), опубликован в журнале Nano Letters и доступен в Интернет по адресу http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl803316h.
Немецкая компания Qimonda AG на конференции IEDM 2008, проходящей в Сан-Франциско (США), представила технологию энергонезависимой памяти, использующей в качестве материалов аллотропные формы углерода.
По сообщению докладчика, размеры элементов новой памяти могут составлять порядка 2-3 нанометров. Это позволит углеродным микросхемам обладать в несколько раз большей емкостью по сравнению с PRAM-памятью (память с фазовым переходом, также считается очень перспективным направлением в отрасли), которая не может выпускаться по проектным нормам, меньшим 30 нм.
Инженеры Qimonda продемонстрировали технологию, которая позволяет изменять форму углерода (переключаться между аллотропными модификациями) под действием приложенного электрического тока. Сообщается о возможности "переключения" между углеродными нанотрубками, графитом (проводящий углерод) и алмазом (изолятор). При подаче тока определенной величины материал последовательно переключается из одного состояния в другое, а для возврата в первоначальное состояние (Reset) достаточно подать более сильный ток.
Как отмечается, в лабораторных экспериментах углеродная память показывает превосходное время отклика, а также возможность большого количества переходов из одного состояния в другое.
Группа под руководством исследователей Intel разработала кремниевый лавинный фотодиод - исключительно чувствительный фотодетектор, позволяющий обнаруживать световое излучение и усиливать слабые световые сигналы, направленные на кремниевый приемник. При разработке устройства APD (Avalanche Photodetector) использовались кремниевые элементы и технологии CMOS. Добротность усилителя допускает работу на частотах до 340 ГГц - это наилучший результат из когда-либо достигнутых на APD. Новое устройство позволяет создавать недорогие оптические линии со скоростью передачи данных 40 Гбит/с и выше.
Впервые опытным путем доказано, что технология кремниевой фотоники (Silicon Photonics) может обеспечивать более высокое быстродействие по сравнению с быстродействием традиционных, более дорогих оптических материалов, таких как фосфид индия.
Кремниевая фотоника - перспективная развивающаяся технология, в которой обычный кремний используется для передачи и приема оптической информации между компьютерами и другими электронными устройствами. Эта технология поможет удовлетворить потребности в пропускной способности будущих вычислительных приложений с высокой интенсивностью обработки данных (таких как системы удаленного медицинского обслуживания и реалистичные трехмерные виртуальные миры).
Технология передачи данных на базе кремниевой фотоники также позволит создавать недорогие высокопроизводительные крупносерийные вычислительные системы. Это достижение основано на предыдущих открытиях Intel, таких как высокоскоростные кремниевые модуляторы и гибридные кремниевые лазеры. Совместное использование этих технологий может привести к созданию цифровых устройств новых типов, обладающих большей производительностью.
В ходе исследования корпорация Intel активно сотрудничала со специалистами по лавинным фотодиодам - профессором Университета штата Вирджиния Джо Кэмпбеллом (Joe Campbell) и профессором отделения Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Джоном Бауэрсом (John Bowers).
В финансировании проекта приняло участие Агентство перспективных исследований МО США (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA). Разработкой производственного процесса и обработкой материалов занималась компания Numonyx. Йонатан Уонд (Yonathan Wand), вице-президент Numonyx по производству, является одновременно и директором завода Intel Fab1.
Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Photonics.
8 января на выставке Consumer Electronics Show (CES) 2009 корпорация Intel продемонстрировала применение подключенных к Интернет устройств на базе медиапроцессора Intel CE 3100, который является первой специализированной "системой-на-кристалле" (System on a Chip, SoC) для бытовой электроники производства корпорации Intel.
Компания CBS, которая исследует возможности платформы Widget Channel как дополнительного канала для распространения своего контента, на выставке CES продемонстрировала прототип устройства, способного обеспечить пользователям интерактивность при просмотре многофункционального контента.
Компании Intel и Comcast проиллюстрировали интеграцию приложений Widget Channel с интерактивной программой передач Comcast, тем самым доказав возможность использования Интернет-приложений во время просмотра программ кабельного телевидения. При проверке концепции в программе передач Comcast, использующей технологию tru2way, которая базируется на платформе Java с поддержкой открытых спецификаций API, были задействованы разнообразные телевиджеты и Интернет-приложения.
В число первых производителей бытовой электроники, которые начнут поставки новых устройств на базе медиапроцессора CE 3100, вошли компании Toshiba и Samsung. Toshiba планирует запустить в производство серию аудио/видеоустройств, включая ЖК телевизоры, ЖК телевизоры со встроенным DVD-проигрывателем, а также другие автономные сетевые проигрыватели с поддержкой приложений Widget Channel. Компания Toshiba представила на выставке CES концептуальную систему, выход которой на рынок США запланирован на вторую половину 2009 года.
Для совместной демонстрации возможностей платформы Widget Channel и технологии tru2Way использовалась также телевизионная приставка Samsung, оснащенная тремя тюнерами и цифровым видеорекордером (HD DVR) с поддержкой видео в формате MPEG-4 и встроенным кабельным модемом DOCSIS 3.0.
На стенде Intel CES демонстрировались также рабочий прототип проигрывателя дисков Blu-ray с интегрированными приложениями Widget Channel, медиапроигрыватель компаний Giga-Byte Technology, LTD и Futarque A/S.
Киностудии также показали прототипы виджетов, которые улучшат восприятие фильмов Blu-ray и предоставят более широкий доступ к интерактивным функциям, таким как анонсы новых кинокартин, информация о съемочной группе и исполнителях, родительский контроль, бонусные функции и так далее.
Компания Creative на выставке Consumer Electronics Show 2009 в Лас-Вегасе заявила о формировании на базе 3DLABS нового предприятия ZiiLABS и официально представила его первый продукт - Zii. Компания 3DLABS была куплена Creative в 2002 году.
Специалисты Creative считают, что им удалось создать кремниевый аналог стволовых клеток - однокристальную микросхему типа SoC (System-on-Chip) ZMS-05, на основе которой можно будет строить практически любые вычислительные устройства: портативные медиапроигрыватели, MID, навигаторы, системы видеоконференций, системы видеонаблюдения, автомобильную электронику, смартфоны и КПК, встраиваемые системы. Creative также говорит о создании петафлопсной вычислительной машины Zii Hypercomputer, которая была бы в 100 раз компактнее, в 100 раз энергоэффективнее и в 100 раз дешевле традиционных суперкомпьютеров.
Архитектура чипа использует массив медиа-оптимизированных программируемых вычислительных элементов (Processing Elements, PE). Масштабируемость ZMS-архитектуры позволяет теоретически объединять в цепь неограниченное количество чипов.
Чип ZMS-05 объединяет два ядра ARM926 EJ-S, встроенный аналоговый ТВ-кодер с поддержкой видеосигнала 1080p и набор интегрированных периферийных контроллеров. Чип поддерживает кодирование/декодирование видео в формате 720p, мультимедийные форматы и кодеки, включая MP3, AAC, WMA, Ogg, MPEG-1/2/4, WMV/VC-1, H.264. В плане 3D-графики чип поддерживает OpenGL ES 1.1 и 2.0, имеет скорость текстурирования 42 млн текселей в секунду, обеспечивает обработку 21 млн вершинных пикселей в секунду. Вычислительная мощность - 8 Гфлопс. Пропускная способность памяти - 2,6 Гб/с.
Массив обработки медиаданных имеет 24 PE-элемента в трех группах, SIMD-архитектуру, иерархическую систему кэш-памяти, независимое масштабирование частот и напряжений.
Интерфейсы памяти - Mobile SDR, DDR, DDR2, частота 166/266 МГц, шина шириной 32 или 64 бит.
Потребляемая мощность при воспроизведении видео 720p с частотой развертки 30 к/с и звуком в формате AAC составляет менее 300 мВт.
Чип заключен в 464-контактный BGA-корпус (15х15 мм).
Для системных интеграторов, программистов, OEM/ODM-производителей предлагается также набор разработчика, включающий SDK и тестовую плату ZMS-05 Evaluation Module.
На прошедшей в Сан-Франциско (штат Калифорния) международной конференции по электронным устройствам 2008 IEEE International Electron Devices Meeting компании Toshiba Corporation, IBM и AMD представили функционирующий модуль SRAM-памяти на полевых транзисторах так называемого "плавникового" типа (fin-shaped Field Effect Transistor, FinFET).
Площадь новинки составляет 0,128 кв. микрон. По утверждению разработчиков, ячейка памяти, разработанная с применением полупроводниковой технологии HKMG (High-K/Metal Gate), обладает рядом преимуществ перед элементами на базе планарных ("плоских") полевых транзисторов. Более миниатюрные элементы SRAM могут способствовать появлению меньших по размеру и более быстрых процессоров, которые, к тому же, потребляют меньше электроэнергии.
Модуль SRAM более чем на 50 % меньше своего предыдущего аналога, площадь которого составляла 0,274 кв. микрона. Для достижения этого результата объединенная группа исследователей оптимизировала технологические процессы, особенно в части формирования, смещения и удаления слоев материалов, в том числе слоев HKMG в вертикальных плоскостях непланарной FinFET-структуры.
Производители интегральных схем при создании элементов SRAM с использованием обычных планарных транзисторов, как правило, корректируют свойства материалов путем добавления различных примесей или присадок, делая это с конечной целью уменьшения размеров транзисторов. Данная методика, однако, создает нежелательную изменчивость характеристик и ухудшает стабильность работы SRAM. Этот эффект становится особо критичным при применении 22-нанометровых (и более "тонких") норм технологического процесса изготовления чипов. Использование FinFET-транзисторов - вертикальных полевых транзисторов "плавникового" типа с нелегированными (не содержащими добавок) кремниевыми каналами - является альтернативным подходом, позволяющим добиться уменьшения площади элементов памяти SRAM с минимальным изменением характеристик.
Исследователи изучили эффект случайного варьирования свойств FinFET-транзисторов в сверхминиатюрных элементах SRAM. В ходе экспериментов было установлено, что стабильность характеристик FinFET-транзисторов без легирования каналов улучшается на 28 %. При моделировании ячеек SRAM с площадью 0,063 кв. микрона, что эквивалентно 22-нанометровым электронным цепям, полученные результаты показали, что элементы памяти FinFET SRAM потенциально обладают значительным преимуществом с точки зрения стабильности работы по сравнению с существующими элементами SRAM на базе планарных FET-транзисторов.
Компании Toshiba, IBM и AMD позиционируют новую технологию как весьма перспективную транзисторную структуру для модулей памяти SRAM, изготавливаемых с применением 22-нм технологических норм.
Рубрики || Работа
|| Услуги || Поиск
|| Архив || Дни
рождения
О "КИ" || График
выхода || Карта сайта || Подписка
Рассылка анонсов газеты по электронной почте
Сайт газеты "Компьютер-Информ" является зарегистрированным электронным СМИ.
Свидетельство Эл 77-4461 от 2 апреля 2001 г.
Перепечатка материалов
без письменного согласия редакции запрещена.
При использовании материалов газеты в Интернет гиперссылка обязательна.
Телефон редакции (812) 718-6666, 718-6555.
Адрес: 196084, СПб, ул.Заставская, д.23, БЦ "Авиатор", 3-й этаж, офис 307
e-mail: editor@ci.ru
Для пресс-релизов и новостей news@ci.ru