Czwarty wymiar pamięci

Utrzymanie wykładniczego tempa rozwoju technologii informatycznych wymaga przełamywania barier fizycznych. Taką właśnie granicę stwarza gęstość upakowania elementów w układach scalonych. Bez wątpienia zostanie ona po raz kolejny pokonana. Pozostaje tylko pytanie, w jaki sposób?

Utrzymanie wykładniczego tempa rozwoju technologii informatycznych wymaga przełamywania barier fizycznych. Taką właśnie granicę stwarza gęstość upakowania elementów w układach scalonych. Bez wątpienia zostanie ona po raz kolejny pokonana. Pozostaje tylko pytanie, w jaki sposób?

Analiza doniesień dotyczących nowych technologii jest zajęciem o tyle żmudnym, że mamy tu do czynienia z wielką ilością idei, których większość nigdy nie doczeka się realizacji. Tego przynajmniej uczy nas dotychczasowa historia rozwoju techniki. Warto zwracać uwagę na koncepcje pojawiające się w różnych wariantach - prawdopodobieństwo ich realizacji jest większe, choć i wtedy trzeba często traktować je ze sceptycyzmem. Oto na internetowych łamach magazynu Forbes.com napotykamy interesująco brzmiącą propozycję Fujio Masuoki, byłego inżyniera Toshiby, współtwórcy pamięci błyskowej (flash memory).

59-letni Japończyk twierdzi, że w ciągu pięciu lat jest w stanie opracować technologię produkcji "pionowych" układów scalonych 3D i w ten sposób, uciekając w trzeci wymiar, uzyskamy gwarancję rozwoju technologii półprzewodnikowych na dalsze lata.

W górę!

Pomysł zastępowania konstrukcji dwuwymiarowych przestrzennymi ma uniwersalne zastosowanie. Tą drogą, w miarę rozwoju cywilizacji, poszli architekci, wznosząc się z piętra na piętro, coraz wyżej. Budujemy piętrowe parkingi i wielopoziomowe skrzyżowania. Na gruncie elektroniki uciążliwe "mostkowanie" obwodów drukowanych już dawno zastąpiono technologiami wielowarstwowymi. Czy można pójść tą drogą również w mikroelektronice?

Tu najważniejszym parametrem granicznym jest minimalna szerokość mikrościeżki. To ona decyduje o gęstości upakowania układów scalonych, niezależnie od tego, w jakim kierunku będziemy je upakowywać, bo z niej wynika wolumen "zagęszczanej" struktury. To trochę tak, jakbyśmy w budownictwie zaczęli robić "piętrowce" z "szeregowców". Taki efekt może być interesujący dla urbanisty, ale gabaryt budynku nie ulegnie po takim zabiegu zmniejszeniu, tymczasem o to właśnie chodzi elektronikowi. Jednak w praktyce sposób upakowywania elementów scalonych może rzutować na efektywność układu, zwiększając przede wszystkim jego szybkość.

Tymczasem również w elektronice nie należy zapominać o czwartym wymiarze: finansowym. To on w efekcie decyduje o przebrnięciu przez długi tor przeszkód "od pomysłu do przemysłu". Aspekt ten został uwzględniony przez kalifornijskie konsorcjum Matrix, które proponuje zwiększenie efektywności układów scalonych na drodze technologii wielowarstwowych. Podejście to ma kolosalną zaletę, gdyż pozwala na wykorzystanie już istniejących zakładów produkcyjnych.

W dół!

Znaczenie "czwartego" wymiaru zostało tak- że uwzględnione przez firmę B.L.E. Laboratory Equipment, która opracowała nową technologię produkcji układów scalonych - Acrobat. W pozostałych trzech wymiarach celem była wszakże nie ucieczka "w górę", w stronę "pionowych" układów scalonych, lecz raczej "w dół" - do uzyskania struktur jak najbardziej płaskich. Jak wiadomo typowe chipy mają kilkaset mikrometów grubości. Dla zastosowań specjalnych schodzi się do 100 mikrometrów. Acrobat umożliwia obróbkę półprzewodnika składającego się z warstwowych struktur grubości 70 mikrometrów. Wyścig ten trwa zresztą nadal, bo w ciągu ostatnich kilku miesięcy firma Fujitsu obwieściła, że jest w stanie, przy podobnej technologii, zejść poniżej 30 mikrometrów.

Wszystkich konkurentów chce pogodzić, zostawiając ich za sobą, posiadacz największej liczby patentów w rodzącej się dziedzinie nanotechnologii: IBM. Na rok 2005 "wielki niebieski" planuje wejście na rynek z "kostką cukru", która ma pomieścić cały terabajt bitów (125 GB). Celem projektu o kryptonimie Millipede jest stworzenie standardu pamięci nowej generacji, zwłaszcza dla niewielkich urządzeń przenośnych, takich jak telefony komórkowe czy cyfrowe aparaty fotograficzne. Przy takiej pojemności można będzie w układzie zapamiętać nie tylko setki zdjęć wysokiej jakości, ale nawet cały film.

Z drugiej strony wiele firm poszukuje jedno-cześnie alternatywy dla "kręcących się" mediów informatycznych zarówno optycznych (CD-ROM, DVD), jak i magnetycznych (dyski twarde). Ich wadą jest bowiem nie tylko wielkość, ale także stosunkowo zawodna i wrażliwa mechanika, każąca w poważnych zastosowaniach komercyjnych sprzęgać owe krążki w systemy typu RAID, co dodatkowo podnosi cenę konfiguracji. Tak więc układy scalone nowej generacji są w niezwykle korzystnej sytuacji marketingowej - świat na nie czeka, licząc, że na rynku pojawi się "pamięć absolutna" o uniwersalnym charakterze.


TOP 200