کد مطلب: 10422
Share/Save/Bookmark
هافنيوم، تنها راه نجات قانون مور
 
پنجشنبه ۲۰ تير ۱۳۸۷ ساعت ۲۰:۴۹
 
هافنيوم، تنها راه نجات قانون مور
محمدامين ناهيد- دنياي كامپيوتر و ارتباطات
پردازنده‌هاي امروزي با مشكلات زيادي دست‌وپنجه نرم مي‌كنند. يكي از بزرگ‌ترين مشكلات اين غول‌هاي پردازشي اين است كه براي بالاتر رفتن فركانس كاري در آنها بايد تعداد ترانزيستورها افزايش پيدا كند.
ازدياد ترانزيستورها موجب مي‌شود كه در واحد سطح مجبور باشيم از ترانزيستورهاي بيشتري استفاده كنيم، اين امر كار را بدانجا مي‌رساند كه ترانزيستورها در ابعاد نانو ساخته و روي ويفر اصلي پردازنده كشت شوند.

اكنون تكنولوژي ساخت پردازنده‌هاي امروزي از 90 نانومتر به 45 نانومتر تقليل يافته است كه نظير اين پردازنده‌ها اكنون توسط اينتل و AMD به وفور توليد مي‌شوند. مشكل اصلي در اينجا بروز مي‌كند كه در ابعاد كمتر از 45 نانومتر خواص سيليكون كه ماده اصلي و درواقع پايه ساخت ترانزيستور است هم تغيير مي‌كند. بنابراين براي ساخت پردازنده‌ها با تكنولوژي‌هاي زير 45 نانومتر ديگر امكان استفاده از ترانزيستورهاي سيليكوني وجود ندارد.
به عبارت ديگر اكنون به برهه‌اي از زمان رسيده‌ايم كه امكان افزايش تعداد ترانزيستورها در واحد سطح وجود ندارد.

اين به اين معناست كه ديگر قانون مور مبني بر اينكه هر 18 ماه تعداد ترانزيستورها در پردازنده‌ها بايد دو برابر شود به شكست منتهي خواهد شد. براي غلبه بر اين مشكل چندين راه حل پيشنهاد شده است كه يكي از آنها طراحي چيپ‌هاي 3 بعدي است.
در چيپ‌هاي سه بعدي، با كاهش فاصله مدارهاي محاسباتي و منطبق با بخش‌هايي كه مديريت حافظه و ساير كنترل‌ها را به عهده دارند، كارآيي پردازنده افزايش مي‌يابد. حاصل اين طرح، يك تراشه چند طبقه سيليكوني است كه سريع‌تر و خنك‌تر از تراشه‌هاي معمولي كار مي‌كند. راه ديگر افزايش تعداد هسته‌هاي پردازشي به جاي بزرگ كردن يك هسته پردازشي است. در اين راه يك هسته پردازشي قدرتمند در پردازنده، با دو يا چند تراشه يا هسته نسبتا ضعيف‌تر جايگزين مي‌شود.

وقتي اين هسته‌ها در كنار هم كار مي‌كنند، عملكردي بهتر از يك هسته قوي خواهند داشت و مصرف توان آن‌ها هم كمتر مي‌شود. اما تمام اين راه ها درمان هايي موقتي براي نجات قانون مور هستند. تنها راه حل دائمي كه براي غلبه بر اين مشكل مي تواند به ياري دانشمندان بشتابد يافتن ماده اي مقاوم تر نسبت به سيليكون براي ساخت ترانزيستور با تكنولوژي زير 45 نانومتر است.
اين ماده هم اكنون يافت شده و در حال طي آزمايش‌هاي نهايي براي كشت روي ويفر مي‌باشد. اين ماده «هافنيوم» نام دارد.
ترانزيستورهايي كه با «هافنيوم» ساخته مي‌شوند مي‌توانند در ابعاد زير 45 نانومتر هم ساخته شوند.

همچنين اثر حرارتي ترانزيستورهاي هافنيومي نسبت به ترانزيستورهاي سيليكوني بسيار كمتر است كه اين امر هم به نوبه خود كار توليد پردازنده‌ها آينده را آسان‌تر خواهد كرد. در آينده شاهد پردازنده‌هايي خواهيم بود كه با تكنولوژي زير 45 نانومتر ساخته شده اما تواني مشابه توان پردازنده‌هاي امروزي و حتي كمتر از آنها مصرف خواهند كرد.
حال تصور كنيد كه هافنيوم هم در آينده‌اي دور باز به مشكلي مشابه مشكل سيليكون در حال حاضر برخورد كند. در اين حالت دانشمندان مي‌توانند پردازنده‌هاي 3 بعدي و يا چند هسته‌اي بسيار پيشرفته‌تر از آنچه با ترانزيستورهاي سيليكوني توليد مي‌كنند بسازند.
پس همانطور كه مي‌بينيم تنها هافنيوم است كه توانسته راه را براي تحقق قانون مور براي پردازنده‌هاي آينده هموار سازد.