A DARPA új programja a Moore-törvény „lejáratának” meghosszabbításáért
Gordon Moore elhíresült „törvénye”, amely előrejelzés a félvezető-technológia fejlődési üteméről, úgy tűnik, öt évtizedes története végéhez közeledik. A Si-alapú félvezetőgyártás egyre inkább olyan alapvető fizikai korlátokba ütközik, amely az alapelvek gyökeres „generációváltása” nélkül ma már alig fejleszthető tovább. A technológiai lehetőségek kimerülése az IT-alapon szerveződő világunk továbbfejlődésének akadályává válik.
A probléma stratégiai jelentőségére utal, hogy az USA védelmi kutatásait koordináló DARPA-ügynökség korábbi Electronics Resurgence Initiative (ERI, az elektronika „újjáélesztési” kezdeményezése) programját tovább bővíti – amint azt Bill Chappell, a DARPA mikroelektronikai technológiákkal foglalkozó divíziójának vezetője bejelentette. A kezdeményezés költségvetését összesen évi 75 millió USD-vel növelik egy négyéves periódusban, amely így eléri a 216 millió USD-t. A kezdeményezés neve „befektetés a 3. oldalba” (3 page Investments), Gordon Moore tiszteletére, aki az Electronics folyóiratban 1965-ben megjelentetett korszakalkotó cikkének 3. oldalán fogalmazta meg az azóta Moore-törvényként ismert jóslatát. A DARPA az ERI három eddig megfogalmazott „oszlopát”, az anyagok, az architektúrák és az elektronikai tervezési módszerek továbbfejlesztését hat új programmal kívánja kiegészíteni, hogy ezekkel kitolja a Moore-törvény „kimerülésének" határát. Ismert akadály a „hőprobléma”: ha egy nagy sebességű számítógépet annyira összezsúfolnánk, hogy abban csak a működéséhez közvetlenül szükséges elemek maradnának, azok fényesen izzanának a jelenlegi teljesítményfogyasztás mellett. Ez a megoldás tehát nyilvánvalóan működésképtelen. Mivel az integrált áramkörök kétdimenziósak, valamennyit el lehet úgy helyezni, hogy a hőfelszabadulás helyéhez igen közel hűtőfelület álljon rendelkezésre. Azonban a felvett teljesítmény legnagyobb részét nem a félvezetőelemek, hanem a vezetékek és kapacitások töltése-kisütése veszi igénybe. Ezért tehát a méretek csökkentése (amely a kapacitások csökkenésével is jár) az egész áramkör gyorsabb működését teszi lehetővé. Egy másik jelentős probléma, hogy a lineáris áramkörök fejlődése nem tartott lépést a digitális áramkörökével, főleg a nagy energiát tároló kapacitások és induktivitások területén. Az új lineáris elektronikai megoldások kutatása, az energiatároló elemek energiasűrűségének növelése jelentős előnyöket ígér.
A DARPA új programjai közt a 3D monolitikus rendszercsipek (3DSoC) fejlesztésétől azt várják, hogy ötvenszeres javulást hozzon a számítási teljesítményben, kevesebb teljesítményigénnyel, és a processzor, a logika, a memóriák és az I/O 3D-kockákká alakításával. A második program (Foundations Required for Novel Computers – FRANC) a Neumann-architektúránál hatékonyabb elrendezések és az emberi agy felépítéséhez hasonló algoritmusok kutatásával foglalkozik. A harmadik program (Intelligent Design of Electronic Assets – IDEA) a tervezés olyan fokú automatizálását helyezi a középpontba, amely esetleg a még nem mérnöki képzettségűek számára is elérhető. A Software Defined Hardware (SDH) olyan, szoftverrel újrakonfigurálható hardvereket kíván létrehozni, amelyek közvetlenül futtathatnak adatintenzív algoritmusokat. Ezt egészíti ki a Domain-Specific System-on-a-Chip (DDSoC) program, amely többalkalmazásos hardver/szoftverrendszerekkel foglalkozik, amelynek ismert példája a „szoftverrádió”: ez a mobilkommunikáció, a műholdas hír- és adatátvitel, a hálózatok és a radaralkalmazások területén egyformán használható.
(forrás: R. Colin Johnson cikke, EE Times)
