変奏現実

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2014 / 7月

スケールダウンの目途が立たない半導体集積回路

一つの技術にこだわると、やがて奥がものすごく深くなっていく。
半導体の集積回路を作るには、光学レジスト材を塗布し、パターン焼き付けと現像を経て、レジスト材が消えた部分に酸性物質を浸透させ表面に刻みを付け(エッチング)、さらに様々な物質を重ねては刻んでいく。
光学式にパターンを焼き付ける方法は、広い面積でも一度の照射で済むし照射時間も一定で回路の規模や複雑さに照射時間は左右されることもないため、色々な集積回路を量産するにはピッタりだった。
しかし、集積度が上がると、色々問題が出てきた。

1.単純に集積度をあげると、絶縁体の厚さが足りず、リーク電流が増大する。

2.パターンによって焼き付けた跡にユガミやボケが目立つようになった。

3.小さいなゴミですら巨大な隕石サイズになってきた。

4.回路同士の電荷が干渉し始めた。

絶縁体の材質を変えたり、歪み補正したパターンを使ったり、24時間掃除機をかけっぱなし(クリーンルーム自体が巨大なパック式掃除機である)にしたり・・・と、限界を超えようと力任せに色々やっているようだ。
何でも度を超せば、最初のメリットなんか吹き飛んでしまう。それが今の現状だ。
では、限界が見えてきたらどうするのか?
チップを縦に積層してみる。HBMでやってみたら結構大変だったし単価もバカにならない。
なので何度も何度もエッチングしてもズレにくいパターンを考えました!現状の10倍も100倍もエッチングの回数を増やしてみたいと思います。と、やってみせたがSAMSUNGのV-NANDだ。今の調子ならワンチップで1T-bit(128GB)も作れそうだと云う。
縦に長い棒状のチャネル(電極)の周囲に輪状のゲートを縦にいくつも積み重ねる方法だ。5円玉の穴に金属棒を通した構造。
これなら

1.チャネル(電極)を1階層分作る。

2.チャネルの材質と親和性の高いゲート材料を塗布すると、チャネルに集約する。

3.ゲート材料と親和性の高い絶縁材を塗布、均一に広がる。※この時にチャネルの天辺は露出しているハズ。

を何度も繰り返すとできそうだが、

4.絶縁材料と親和性が低いチャネル(電極)を1階層分 増築する。

2周目以降では下のチャネルの真上にチャネルを重ねることがとても大変そうだが、いい感じの材料の選別ができたら、最初の最初のチャネル(電極)を1階層分作る段階の精度で何階層まで重ねられるかが決まるだろう。
USBメモリの様に中規模で低速でも良いから安価な方がいい場合にはゲート同士がくっ付いて1枚になったゲート層となり絶縁層と一緒にロール巻きしたものをロールケーキの様に裁断し、さらに縦にカットケーキの様に切り出し、最後にレーザーであけた穴にアルミニウムを圧入しコントーラーの上に盛って完成になるかもしれない。これでは、もはや電子回路とは思えないしろものだ。
※しかし、すでに誰かが特許を出願中な気がする。
やはり電気伝導率の高いアルミや銅などでちゃんとつないだ方がいいだろう。



OCN「ブログ人」 終了のお知らせが来た

このたび、「OCNブログ人」は、2014年11月30日をもちましてサービスを終了させていただくことになりました。

と云うことらしい。すでに、ここに移動済みで、ここが落ちてる時しか書いてなかったけどね。
引っ越し先の案内もあったけど、記事はともかく画像は1枚づつコピペだろうから大変そう。
SNSはギスギスしだしたら居心地悪いし、定期的に記事を書くようにしないとあっという間に過疎スレ状態になってしまうので、知り合いとLINEで会話すれば十分、ならブログを使ってる人は絶滅危惧種なんだろうね。
ま、ツィッターで下手なことも書けないご時世になってしまったからね。(大笑



Pentium

発売20年記念でアンロック版が出たが、どんなに頑張ってOC(OverClock)してもL3キャッシュが少な過ぎてWindowsではCore i3の性能に及ばない上に消費電力だけは軽く上回ってしまう。
安かろう、悪かろうを地で行くCPUであるが、それ故に、気楽にOCしたい人には最適で、実用性なんてアウトオブ眼中な漢のロマン(OC)にピッタシな一品である。
古いRISC vs CISC 対決では、RISC勢力がスーパースカラなどの高速化のための高度な回路設計に戸惑っている間に、CISC命令をハードウェアでエミュレートしRISC命令(μOPと呼ばれる)に変換することで、RISCのアイデアをそのまま実装し、中身はRISC、見た目はCISCな折衷案のPentiumを世に出し、それなりの評価を得た。
その後、Pentiumはイタズラに高性能を求めたり旧世代の486のODP(OverDriveProcessor)として差し替え路線を展開したりMMXを積んだりとがんばったりしたが競合するAMDやCylixの方が安かったり速かったりで迷走を続け焦りからか1994年の浮動小数点除算命令バグ話では『滅多に起きない』と強弁したが全量リコールを打ち出し信頼回復を行ったのは有名な話。しかし競合他社と性能面で拮抗、発熱や消費電力で負けの状態が続く。
その後、Pentiumはなにをやっても発熱がひどくなりとん挫。TDPがまだマシな古い設計のコアを新しい生産設備の設計ルールに書き起こしコア面積を小さくすることで発熱や消費電力を下げる荒業を駆使し、さらにWindowsは常時マルチプロセスでCPUは多い方が良いとチップに2個のコアを載せ、Core 2 シリーズと名打ってお得感をアピール(まるで飲み会のホラ話な展開)し復活し、AMDのAthlonにやっと肩を並べ、Core i シリーズで引き離し、今に至る。
そんなこんなでPentium自体に高性能なイメージはあまりなく、Core i シリーズで性能面で引き離すまでは営業努力で凌いでいだ様であり、今ではCore i シリーズとは別の販促系ブランドとして存在する。
ps.
さて、Pentium G3258 + AsRock Z97 Anniversary の組み合わせでやってみました。
マザボのAnniversary Boot では 4.0GHz止まりで、つまり40倍まで、4.2GHz では SSDすら認識できませんでした。
定格3.2GHzですからね。あたり、はずれがあるとは云え、渋い結果となりました。
OC専用なので、気長に色々やってみようかな。




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