Форум IDF Fall 2003 в Москве

 

На Форуме Intel для разработчиков...

 

Вот уже второй год подряд в Москве в здании Российской академии наук (РАН) проходит региональный Форум корпорации Intel для разработчиков — Intel Developer Forum (IFD). И если в прошлом году Форум IDF в Москве работал на протяжении лишь одного дня, то на этот раз мероприятие проходило в течение двух дней — 28 и 29 октября. Этот факт свидетельствует и о возрастающей заинтересованности корпорации Intel в Российском регионе, и о важности тех событий, которые произошли за последние полгода в IT-индустрии, и о все большем внимании к форуму как российских, так и зарубежных компаний. «Российский рынок информационных технологий сегодня является одним из наиболее динамично развивающихся во всем мире — как в плане стабильно высоких темпов роста, так и в смысле успешной интеграции передовых компьютерных и коммуникационных технологий, усиления роли местных компаний и укрепления сообщества разработчиков, — заявил президент корпорации Intel в России Стив Чейз. — Повторное проведение Форума IDF в России, расширение его программы и увеличение продолжительности до двух дней подчеркивает то значение, которое Intel придает местному рынку информационных технологий, и наглядно демонстрирует решимость нашей корпорации всемерно способствовать его дальнейшему ускоренному развитию».

В работе форума приняли участие около 1200 инженеров, специалистов в области IT, разработчиков, руководителей IT-подразделений предприятий, маркетологов и аналитиков из более чем 60 городов мира, в том числе свыше 280 представителей прессы из 38 городов России, Украины, Белоруссии, Казахстана и Азербайджана.

Двухдневная программа форума, проходившего под девизом «Ускорение конвергенции технологий», оказалась чрезвычайно насыщенной. Перед участниками выступили представители высшего руководства корпорации Intel: старший вице-президент корпорации Intel, генеральный менеджер подразделения Enterprise Platforms Group Майкл Фистер (Michael J. Fister), старший вице-президент корпорации Intel, генеральный менеджер подразделения Technology and Manufacturing Group Сунлинь Чжоу (Sunlin Chou), вице-президент Sales and Marketing Group, директор Solutions Market Development Group корпорации Intel Джон Дэвис (John E. Davies), вице-президент, главный директор по технологиям Intel Communications Group Эрик Ментцер (W. Eric Mentzer), старший почетный сотрудник подразделения Enterprise Platforms Group корпорации Intel, генеральный менеджер подразделения Software and Solutions Group Ричард Вирт (Richard B. Wirt), вице-президент программы Intel Capital, директор сектора международного сотрудничества корпорации Intel Клод Леглиз (Claude Leglise). В своих выступлениях руководители корпорации Intel определили главные векторы развития современной индустрии компьютерных и коммуникационных технологий, а также обозначили основные тенденции эволюции современной IT-экосистемы.

От имени Правительства РФ участников форума приветствовал первый заместитель министра РФ по связи и информатизации Андрей Коротков.

Помимо пленарных докладов и выступлений участникам форума было предложено более 50 часов технических семинарских и лекционных занятий по семи секциям (программное обеспечение, аппаратное обеспечение, коммуникационные технологии, научные исследования и конструкторские разработки, мобильные технологии, решения для предприятий, спонсорский поток), а также шесть лабораторных семинаров и специальная сессия Intel Capital. В качестве руководителей программы семинаров выступили инженеры Intel из Брюсселя, Нижнего Новгорода, Москвы, Мюнхена, Парижа, Портленда, Свиндона, Фольсома, Хиллсборо и других городов, где расположены различные подразделения корпорации, а также специалисты некоторых компаний — лидеров мировой IT-индустрии.

В форуме приняли участие такие именитые компании, как Fujitsu Siemens Computers, Kraftway, Microsoft, ATI Technologies, NVidia, IBM, K-Systems, Rover Computers и многие другие. Кроме того, участники форума могли посетить выставку компьютерных и коммуникационных технологий, продуктов и решений, размещенную на 62 стендах.

В первый день форума с пленарным докладом, посвященным передовым технологиям и решениям масштаба предприятия, выступил Майкл Фистер. Он рассмотрел вклад корпорации Intel в решение проблемы построения корпоративных вычислительных инфраструктур, затронул такие актуальные вопросы, как развертывание масштабируемых и гибких решений на базе процессоров семейства Intel Itanium, рассказал о разработках Intel в области корпоративных архитектур ввода-вывода, технологии памяти и других базовых составляющих вычислительных платформ. Майкл Фистер также коснулся вопросов разработки программного обеспечения корпорации Intel, направленной на создание решений принципиально нового уровня для Web-приложений, ПО управления системами, модульных решений и высокопроизводительных вычислительных систем.

Доклад Джона Дэвиса, также заслушанный в первый день форума, был посвящен конвергентным решениям для современных предприятий и открывающейся перед Россией возможности стать лидером в разработке конвергентных решений для мировой экономики.

Руководители IT-подразделений, разработчики и специалисты по архитектуре имеют дело с постоянно меняющейся IT-средой. Организациям любого масштаба необходимы мощные и одновременно гибкие приложения и инфраструктура — от высокопроизводительных вычислительных систем и систем хранения данных до инфраструктурного программного обеспечения по управлению большими разрозненными массивами данных. Архитектура вычислительных систем не обязательно должна отражать веяния в области корпоративной инфраструктуры. Однако здесь происходят и существенные изменения, которые нельзя оставить без внимания: гибкая работа с данными, простота сбора и анализа информации в режиме реального времени наряду с недавними достижениями в области повсеместных сетевых подключений — вот лишь некоторые факторы, влияющие на облик современной IT-индустрии.

Средние и крупные фирмы ждут от компаний, работающих в области IT-индустрии, решения двух ключевых проблем: повышения эффективности работы и снижения капиталовложений. С технологической точки зрения ключ к решению этих задач — в мобильности. И в этом плане вклад корпорации Intel значителен. Взять хотя бы технологию Centrino, одной из составных частей которой является модуль беспроводной связи, предоставляющий пользователям доступ в Интернет в любом месте и в любое время. Во всем мире, в том числе и в России, наблюдается стремительный рост количества установленных хот-спотов, представляющих собой инфраструктуру беспроводной связи, то есть ключевой фактор мобильности пользователей. Многие компании уже перешли от традиционной проводной связи к беспроводным технологиям; примером тому является сама корпорация Intel, сотрудники которой используют ноутбуки на основе технологии Centrino для доступа в Интернет и во внутреннюю корпоративную сеть.

На второй день форума всеобщее внимание было приковано к докладу Сунлинь Чжоу, посвященному научным исследованиям и конструкторским разработкам компании Intel.

Как отметил Сунлинь Чжоу, процесс конвергенции коммуникационных и компьютерных технологий требует от современных микросхем большей функциональности и производительности.

Конвергенция означает поддержку разного рода устройств: персональных и карманных компьютеров, серверов, мобильных телефонов, устройств хранения данных — все эти устройства в дальнейшем будут объединены в рамках всемирной инфраструктуры, основанной на проводных и беспроводных технологиях, и эти возможности позволят получать доступ к информации в любое время и в любом месте. В этом и заключается суть философии компьютерной и коммуникационной технологий. Сейчас мы начинаем постепенно привыкать к использованию подобного рода устройств, а через несколько лет нам уже трудно будет представить, как можно без них жить.

В основе конвергенции, как, впрочем, и компьютерной и коммуникационной технологий, лежит полупроводниковая технология. Именно благодаря ей появился и развивался Интернет. Полупроводниковые технологии и впредь будут движущим фактором прогресса, поэтому они являются ключевым направлением деятельности компании Intel.

К настоящему моменту в корпорации Intel накоплен громадный опыт создания полупроводниковых схем и разработана технология для реализации конвергенции на уровне отдельных микросхем, позволяющая объединять в одной микросхеме и коммуникационные, и вычислительные модули. Однако для расширения функциональных возможностей микросхемы необходимо увеличивать плотность размещения транзисторов, что, в свою очередь, отражается на конечном размере одного транзистора. Уменьшение размеров транзисторов сказывается не только на увеличении плотности их размещения в пределах одной микросхемы, но и на скорости их переключения, то есть на тех тактовых частотах, которые микросхема поддерживает. Кроме того, с уменьшением размеров транзисторов снижается и стоимость производства микросхем в расчете на один транзистор. Другим преимуществом уменьшения размеров транзисторов является снижение потребляемой мощности, что позволяет решить такие актуальные проблемы, как охлаждение, а также повышение времени автономной работы мобильных устройств. Уменьшение размеров транзисторов — это ключевое направление деятельности компании Intel. Именно размеры транзистора определяют в конечном счете производительность и быстродействие микропроцессоров и создают основу для осуществления конвергенции.

Однако большей функциональности микросхем можно добиться не только посредством уменьшения размеров транзисторов. Другой подход заключается в том, чтобы интегрировать несколько микросхем в одной, размещая их друг над другом в виде своеобразного сандвича. Уже сейчас компания Intel обладает технологией производства таких многослойных микросхем и выпускает чипы, насчитывающие четыре-пять микросхем в одном кристалле, а в перспективе возможно объединение до восьми микросхем в одном кристалле. Конечно, для этого необходимо создавать как можно более тонкие кристаллы, поэтому разработка методов утончения микросхем также является приоритетным направлением исследований компании Intel.

Есть и другой подход к увеличению функциональности микросхем — интеграция различных функций на одной микросхеме. Речь идет об объединении аналоговых и цифровых устройств в пределах одной микросхемы, что позволяет получить так называемый беспроводной чип. При этом в микросхему, кроме транзисторов, необходимо добавить аналоговые составляющие — высокоточные резисторы, конденсаторы индуктивности. Первые прототипы таких комбинированных чипов, являющиеся результатом конвергенции коммуникационных и вычислительных технологий, демонстрируют прекрасные результаты по качеству и скорости обработки сигналов.

Что касается вопросов, связанных с технологией производства самих микросхем, то компания Intel по-прежнему сохраняет в этой области лидирующие позиции и инвестирует в данные разработки достаточно средств, чтобы оставаться в авангарде технологического процесса.

Сейчас в производство запущены новые микропроцессоры на базе 90-нанометровой технологии: Prescott — для персональных компьютеров и Dothan — для мобильных ПК, на разработку которых ушло несколько лет. Кроме того, по 90-нанометровой технологии выпущен модуль статической памяти SRAM объемом 52 Мбайт. Подобная статическая быстродействующая память используется в процессорах для изготовления кэшей. Кристалл такой SRAM-памяти объемом 52 Мбайт занимает 109 мм2, а размер одной ячейки памяти составляет всего 0,16 мкм2, что является рекордным на данный момент показателем.

Разработка такой статической памяти с минимально возможным размером ячейки необходима для следующего поколения процессоров. Дело в том, что современные и тем более будущие процессоры требуют все большего объема кэш-памяти, а размер самой памяти занимает половину или даже больше размера всего кристалла процессора. В то же время для того, чтобы сохранить быстродействие процессора и кэш-памяти, размеры этой памяти не должны быть слишком большими, поскольку в противном случае время распространения сигнала внутри самой памяти (от одного конца кристалла до другого) станет ограничивающим фактором для дальнейшего увеличения быстродействия. Вот почему разработка статической памяти с минимальным размером ячейки столь важна при производстве микропроцессоров.

Еще несколько лет назад по величине транзисторы было принято сравнивать с толщиной человеческого волоса. Но сейчас это уже неактуально, поскольку на такой площади умещаются тысячи и десятки тысяч транзисторов. Теперь правильнее сравнивать по размеру транзистор с вирусом — самым маленьким микроорганизмом в природе.

Понятно, что переход к новому технологическому процессу производства микросхем сопряжен с огромными трудностями. Основная сложность уменьшения размеров транзисторов связана с характером литографического процесса. Литография — это специальный технологический процесс нанесения рисунка будущей микросхемы на кристалл кремния. Отчасти он напоминает процесс засветки фотобумаги при печати фотографий. Согласно законам физики минимальный размер пятна, в который можно сфокусировать пучок света, определяется длиной волны света. И уже сейчас именно длина волны светового излучения является фактором, препятствующим созданию еще меньших транзисторов. Единственный способ преодоления данного ограничения — перейти от видимого излучения к жесткому ультрафиолетовому излучению с длиной волны 13 нм. Именно такой литографический процесс позволит формировать размеры структурных элементов, достаточные для производства микропроцессоров следующего поколения. Однако переход к принципиально новому типу литографического процесса не так прост, как может показаться. Для этого потребуется принципиально иная техника. Достаточно сказать, что для использования ультрафиолетового излучения обычные оптические линзы не годятся. Еще несколько лет назад многие эксперты выражали сомнение, что такой литографический процесс вообще можно реализовать в индустриальном масштабе. Но в корпорации Intel не сомневались в успехе данной технологии, и сегодня уже готов первый прототип фабричной установки для литографического процесса с жестким ультрафиолетовым излучением.

Уменьшение размеров транзисторов — это лишь надводная часть айсберга. Такое уменьшение влечет за собой ряд проблем, которые тоже требуют решения. Например, как уменьшить токи утечки, которые становятся тем более существенными, чем меньше размеры транзистора? Одна из перспективных технологий, позволяющих повысить эффективность транзистора при уменьшении его размеров, — это технология напряженного кремния, которая впервые была реализовала компанией Intel в массовом производстве процессоров.

Другой инновационный подход к разработке микросхем — это создание трехмерных транзисторов вместо традиционных планарных. Трехмерная схема расположения транзисторов обеспечивает более эффективный расход энергии по сравнению с планарными транзисторами. Таким образом, сейчас начинается период неплоских трехмерных конструкций транзисторов, которые корпорация Intel планирует взять на вооружение для поддержания темпов развития, согласующихся с законом Мура, по окончании текущего десятилетия. Конструкция транзистора с тройным затвором позволит Intel создавать сверхмалые транзисторы, которые обеспечат еще более высокую производительность при низком энергопотреблении.

В основе трехмерного транзистора лежит новаторская трехмерная структура, похожая на приподнятую горизонтальную плоскость. Эта структура позволяет посылать электрические сигналы как по «крыше» транзистора, так и по обеим его «стенкам». За счет подобной схемы распределения тока значительно увеличивается площадь, доступная для прохождения тока; следовательно, снижается его плотность, а вместе с тем уменьшается и утечка. Тройной затвор строится на ультратонком слое полностью обедненного кремния, что обеспечивает еще большее сокращение тока утечки и позволяет транзистору быстрее включаться и выключаться при значительном снижении энергопотребления.

Особенностью этой конструкции являются также поднятые исток и сток — в результате снижается сопротивление, что позволяет транзистору работать при токе меньшей мощности. Транзистор с тройным затвором в миллимикронных геометрических конструкциях работает не только эффективнее, но и быстрее, проводя на 20% больше тока по сравнению с традиционной планарной конструкцией, имеющей аналогичный размер затвора.

Уже сейчас в лабораториях компании Intel созданы транзисторы, толщина оксидной пленки затвора которых составляет всего два атомарных слоя. Фактически мы уже приблизились к тому физическому пределу, когда дальнейшее уменьшение размеров транзисторов традиционными способами становится невозможным. Естественно, возникает вопрос: а что же дальше? Умрет кремниевая технология и ей на смену придут новые технологии или же она продолжит свое развитие? В корпорации Intel считают, что кремниевая технология динамична и по мере развития нанотехнологий и уменьшения размеров транзисторов в соответствии с законом Мура кремниевые технологии будут совершенствоваться и впредь, оставаясь основой для производства транзисторов.

Однако возможно, что в будущем уменьшение размеров транзисторов приведет к тому, что изменится сам взгляд на принцип действия транзистора и на производство микросхем. Одна из перспективных технологий — создание транзисторов на основе карбоновых нанотрубок, которые будут использоваться в качестве каналов для переноса зарядов.

При применении карбоновых нанотрубок транзисторы не «печатаются» на кремниевой пластине, а образуются самоорганизующимися молекулами подобно тому, как мельчайшие капельки воды кристаллизуются на морозе в геометрически правильные снежинки.

Такие карбоновые нанотрубки — это уже принципиально иной микромир, где действуют законы квантовой физики. Понятно, что транзисторы на карбоновых нанотрубках будут принципиально отличаться от тех, что используются сейчас при производстве процессоров, но в любом случае кремний останется основой для создания транзисторов.

КомпьютерПресс 12'2003