Миниатюризация чипов открывает новые возможности перед производителями оборудования. К сожалению, из-за существующих физических ограничений уменьшение размеров компонентов приводит к увеличению доли брака при производстве, кроме того, большая часть миниатюрных чипов достаточно быстро выходит из строя.

«Из-за непрерывной растущей плотности размещения транзисторов на чипах, обеспечение высокой надежности систем становится все более и более сложной задачей, - считает профессор Ханс Керкхофф (Hans Kerkhoff) из University of Twente, один из участников исследовательской группы. - Возможно, предлагаемая нами методика позволит решить эту проблему».

Как объясняет профессор Керкхофф, задача, стоящая перед специалистами, заключается вовсе не в создании чипов, не подверженных поломкам. Исследователи занимаются созданием принципиально новой архитектуры, которая поможет сделать аппаратные сбои и неисправности предельно незаметными.

Архитектура, создаваемая консорциумом Crisp, сочетает в себе механизмы, отвечающие за тестирование чипов в поисках неисправных компонентов и соединений, с менеджером ресурсов, который распределяет задачи между процессорными ядрами и выбирает наиболее надежные коммуникационные каналы для взаимодействия между компонентами. Благодаря этой особенности многоядерные чипы с одним или несколькими неисправными ядрами смогут успешно проходить заводские испытания, поскольку наличие дефектов не будет никак отражаться на их функциональности. Предлагаемое решение поможет значительно продлить срок службы чипов и, как минимум, позволит системам выходить из строя не мгновенно, а постепенно.

Новый процессор площадью 2 кв. см содержит около 4 тысяч транзисторов, нанесенных на тонкую пластиковую пленку. Как говорит Ян Гено (Jan Genoe), один из разработчиков пластикового процессора, новая технология имеет два главных преимущества по сравнению с традиционным кремнием – значительно более низкая стоимость и гибкость готовых интегральных схем. Сам пластиковый процессор был разработан в ходе работ по заказу исследовательской организации TNO и компании Polymer Vision, производящей дисплеи - оба заказчика базируются в Нидерландах.

На данный момент процессор из пластика способен выполнять лишь одну простую программу из 16 инструкций. Инструкции записаны на еще одном фрагменте полимерной пленки с нанесенными на нее электронными элементами – этот фрагмент соединяется с процессором для загрузки команд. Подобная конструкция позволяет процессору вычислять текущее среднее значение входящего сигнала – подобные задачи выполняют многие микросхемы обработки сигналов. Новый чип работает на тактовой частоте 6 Герц – в миллионы раз медленнее, чем современные настольные машины. Кроме того, новый процессор может обрабатывать информацию порциями по 8 бит, а большинство современных процессоров в ПК берут на обработку сразу по 128 бит.

Как рассказали создатели пластикового процессора, толщина полимерной подложки составляет 25 микрометров, как у пищевой пленки, в которую заворачивают продукты. Поверх пленки накладывается слой электродов из золота, затем изолирующий полимерный слой, и, наконец, слой полимерных полупроводниковых элементов. Слой полимерных транзисторов образуется путем разбрызгивания органической жидкости, которая при аккуратном нагреве превращается в пентоцен – популярный полимерный полупроводник. Далее слой пентоцена проходит фотолитографию и протравку, что в результате создает упорядоченную структуру транзисторов. В будущем подобные процессоры будет проще изготавливать полиграфическим способом, нанося готовые компоненты в форме чернил. На данное время подобная технология невозможна, поскольку минимальный размер сравнительно надежных транзисторов при печатном нанесении составляет десятки микрометров – это слишком много для достижения приемлемой скорости работы.

Сами разработчики соглашаются, что органические материалы существенно ограничивают быстродействие будущих пластиковых процессоров. В то же время, дешевизна и гибкость таких микросхем открывает совершено новые перспективы применения. Например, возможно создание органического газоанализатора, который можно обернуть вокруг трубы с газом и точно определить места утечек за счет обработки и очистки сигналов с датчиков.

После презентации нового полимерного процессора на конференции ISSCC в г. Сан-Хосе (шт. Калифорния, США) работа европейских исследователей получила важные комментарии. Чжан Вэй (Wei Zhang), работающий над развитием органической электроники в университете штата Миннесота (США) заявил, что подобные процессоры сами по себе не смогут пробить дорогу к электронике нового поколения. В качестве подкрепления своей идеи Чжан с коллегами представили первые образцы оперативной памяти типа DRAM, изготовленные методом печати. Набор запоминающих ячеек общей площадью 24 кв. мм был изготовлен путем нанесения нескольких слоев органических «чернил» из распыляющих головок. Сейчас эта напечатанная память может хранить 64 бита информации.

Прежние образцы печатной памяти были энергонезависимыми, но не подходили для краткосрочного хранения данных с частой перезаписью, но группа Чжана смогла изготовить именно оперативную память, используя особую форму печатных транзисторов. В образце Чжана и его коллег для разделения электродов в органических транзисторах используется насыщенный ионами гель – он служит изолятором и хорошо подходит для точного нанесения на подложку. Ионы в геле позволяют гелевому слою сохранять больше заряда, чем в традиционных изоляторах без ионов. Такой подход решает сразу две проблемы, прежде тормозивших развитие органической памяти. Повышенная способность нового геля к сохранению заряда уменьшает необходимую мощность тока для управления транзисторами и памятью, построенной на базе этих транзисторов. Кроме того, новый гель значительно увеличивает разницу между уровнями зарядов, обозначающих 1 и 0 в памяти – эти уровни зарядов сохраняются на протяжении минуты без необходимости актуализации.

Подобные чипы имеют емкость в 8 гигабайт. В феврале 2010 года эти же компании представили модули, выполненные по 25-нанометровому техпроцессу. Новые чипы на 30-40 процентов меньше в размерах, чем предыдущее поколение.

Новые модули выпускаются в тестовом режиме на заводах совместного предприятия IM Flash Technologies. Как ожидается, потоковое производство 8-гигабайтных чипов будет запущено во второй половине года.

В дальнейшем компании планируют наладить выпуск 16-гигабайтных чипов. Модуль, составленный из восьми подобных чипов, по своим размерам не будет превышать почтовую марку.

Чипы NAND-флэш-памяти используются в портативных устройствах, наподобие смартфонов и планшетов. Использование новых модулей позволит увеличить объем памяти подобных устройств при экономии места, предназначенного для комплектующих. Также на основе подобных модулей выпускаются твердотельные накопители для компьютеров.

Компания Toshiba официально анонсировала серию компьютерных жестких дисков со встроенными средствами защиты информации. Диски поддерживают как аппаратное шифрование данных, так и систему уничтожения информации. Новая технология, разработанная специалистами компании Toshiba, называется Wipe, и работает она совместно с хорошо зарекомендовавшим себя алгоритмом шифрования AES.

Система защиты Toshiba Wipe, разработка которой началась чуть меньше года назад, в августе 2010, отслеживает состояние диска и может быть настроена на удаление ключа шифрования при подключении его к другому компьютеру или при простом отключении питания. Система может быть активирована и при попытках подбора пароля. Количество ошибок при вводе пароля сможет указать сам пользователь.

Toshiba создала для «самоуничтожающихся» жестких дисков отдельную серию с очень сложным названием MK6461GSYG. Уже сейчас в нее входят модели емкостью 640, 500, 320, 250 и 120 Гб, и все они выполнены в форм-факторе 2,5 дюйма, что позволяет использовать их в настольных и мобильных компьютерах, а также в серверах.

Все 2,5−дюймовые винчестеры из серии MK6461GSYG обладают алгоритмом шифрования AES с длиной ключа 256 бит, временем отклика 12 миллисекунд, интерфейсом SATA II, буфером памяти в 16 Мб и шпинделем, который вращается на скорости 7200 оборотов в минуту. Не исключено, что со временем данную серию дополнят модели в корпусе 3,5 дюйма с большей емкостью, увеличенным объемом встроенного буфера памяти, интерфейсом SATA третьего поколения и большей скоростью вращения шпинделя.

Toshiba планирует начать массовое производство сверхзащищенных жестких дисков в июле текущего года. Первые пробные партии попадут на рынок уже до конца текущего месяца с целью изучения спроса на такой вид продукции.

Быстрое устаревание является настоящим проклятием современной потребительской электроники. Новые недорогие микрочипы, «на лету» изменяющие собственную схему помогут изменить ситуацию к лучшему. Логические вентили на чипе смогут изменять конфигурацию и формировать новую логическую схему по мере возникновения потребности.

Сейчас самой распространенной разновидностью чипов являются программируемые пользователем вентильные матрицы (field programmable gate array). Однако эти дорогостоящие компоненты используются в готовых устройствах лишь в тех случаях, когда такой подход обходится дешевле, чем конструирование нового чипа «с нуля». Чаще всего FPGA можно найти в дорогостоящем оборудовании, выпускаемом небольшими партиями, таком как компьютерные томографы.

«Если бы программируемые чипы были более мощными и менее дорогими, им бы нашлось применение в большем числе устройств, - уверен Стив Тейг (Steve Teig), основатель и технический директор Tabula.

По мнению Стива Тэйга высокая стоимость FPGA-компонентов в первую очередь обусловлена тем фактом, что для их производства используются кремниевые пластины больших размеров. Уникальные технологические разработки Tabula позволят производить чипы гораздо меньших размеров. Такой подход не только позволит сократить стоимость компонентов, но и благотворно отразится на их производительности. Сигналу, передаваемому между разными частями микросхемы, не придется преодолевать большие расстояния.

Как и устройства FPGA, чипы, спроектированные в Tabula, состоят из множества идентичных базовых блоков, которые могут быть запрограммированы для реализации разных логических функций. Новый чип также будет комплектоваться собственной памятью для хранения готовых конфигураций, извлекаемых по мере необходимости. Стоит упомянуть и о некоторых существенных ограничениях, с которыми столкнулись разработчики. В частности из-за достаточно высокого энергопотребления, новые чипы вряд ли можно будет увидеть в небольших устройствах, таких как смартфоны.

HugoBo-SS,16.04.2011 - 4:40]

С помощью микросхем Connector Point ID заказчики смогут присваивать и контролировать уникальный идентификатор для каждого сетевого разъема и каждого сетевого коннектора – медного или оптического, что, в итоге, позволит автоматически создавать и поддерживать электронный «кроссовый журнал» - пользователям технологии QUAREO больше не придется маркировать миллионы километров кабелей от дата-центров до пользовательских компьютеров.

Технология QUAREO в сочетании с микросхемами Connector Point ID обещает сэкономить бессчетные тысячи человеко-часов в центрах обработки данных, серверных фермах, на хостинговых площадках и в крупных офисах по всему миру. По словам Стивена Митчелла (Stephen Mitchell), старшего вице-президента компании TE Connectivity по промышленным сетевым решениям, сегодня при отказе коннектора или кабеля техники вынуждены вручную просматривать метки на кабелях по всей сети – только так можно найти и заменить отказавший компонент физического уровня. В других случаях техникам приходится прозванивать медные или просвечивать оптические каналы, чтобы найти вышедший из строя компонент. Продукты серии QUAREO почти полностью устраняют необходимость в таких операциях.

Как поясняет далее Митчелл, главная угроза в глазах сетевых администраторов – это выход дата-центра из строя, но почти 60% внеплановых простоев сети происходит именно на физическом уровне, а 70% неполадок в работе сетей возникает в кабельной системе и коннекторах. Технология QUAREO позволяет эффективно справляться и со сбоями сетей на физическом уровне и с поиском отказавших кабелей или коннекторов.

Технология QUAREO и микросхемы Connector Point ID представляют собой для физического уровня сети то же самое, что MAC-адрес для канального уровня (Layer 2) и протокол разрешения адресов ARP (Address Resolution Protocol) для сетевого уровня сети. ARP-таблицы определяют логическую адресацию пакетов в сети, MAC-адреса – физическую адресацию на уровне кадров, а чипы Connector Point ID обеспечивают недоступный прежде контроль работоспособности каждого сетевого кабеля и коннектора. В результате администратор сети может в реальном времени отслеживать физическую коммутацию кабелей, их работоспособность – в сочетании с уже привычными инструментами сетевого управления это обеспечивает полный контроль всех уровней взаимодействия в сети любого масштаба. Точный учет и контроль кабельного хозяйства, реализуемый с помощью чипов Connector Point ID, также позволяет заказчикам определять и исполнять более точные и надежные политики безопасности.

Следует сказать несколько слов о корнях технологии QUAREO – ее название происходит от латинского слова «quaero» («я ищу» - см. приписываемую Диогену Лаэртскому фразу «Hominem quaero» - «Ищу человека»). Во главе проекта по созданию серийных продуктов QUAREO стоит г-н Раза (M. H. Raza), имя которого фигурирует в сотнях патентов, используемых в технологии QUAREO, а сам господин Раза прежде был высокопоставленным сотрудником компании ADC Telecommunications, которую в прошлом году поглотила компания TE Connectivity . Также стоит упомянуть, что компания TE Connectivity имеет годовой объем продаж в 12 млрд. долл. США, поставляя оборудование OEM-производителям и их контрактным производителям для автомобильной, промышленной, а также потребительской техники. Крупными потребителями продукции TE Connectivity являются предприятия телекоммуникационной, энергетической и нефтедобывающей отраслей. Конкурентами компании TE на рынке сетевых компонентов являются компании Alcatel-Lucent, Corning и Molex.