Первый трёхмерный процессор

24 сентября 2012 года компании Hitachi удалось записать содержимое компакт-диска на пластинку кварцевого стекла площадью 2 см2. Самое важное: информация на таком носителе может храниться вечно.

Для записи на стеклянную пластинку использовался специальный лазер, способный в толще кварца выгравировать микроточки. Считывание производилось при помощи оптического лазера. Информацию можно было записывать слоями.

Процесс формирования точек заключался в сверхкоротких импульсах (в районе фемтосекунды, 10-15 с) и применении пространственно-фазового модулятора, способного одновременно менять фазу и амплитуду луча лазера. В итоге за один импульс можно было нанести на поверхность пластинки сразу 100 микроточек.

Продемонстрированный прототип представлял собой квадратную пластину площадью 2 см2 и толщиной 2 мм. Информация (порядка 700 Мбайт) была записана в четыре слоя. Само кварцевое стекло не боится ни радиоволн, ни химических реактивов, ни высокой температуры. Например, пластинка в течение двух часов выдержала нагрев в размере 1000 градусов Цельсия.

Схема нанесения информации на пластину
Схема нанесения информации на пластину

24 сентября 2008 года общественности был представлен первый трехмерный процессор. Разработка получила название true3D. Постарались сотрудники университета Рочестера и Массачусетского технологического института. Сам кристалл функционировал с тактовой частотой 1,4 ГГц.

Дело в том, что в то время абсолютное большинство интегральных схем имело плоскую структуру. Так проще интегрировать элементы, а также охлаждать их. Однако трехмерная упаковка позволяет разместить большее число транзисторов, использовав при этом меньшую площадь. За ней — будущее.

Точнее, настоящее. Первые коммерческие настольные решения, обладающие трехмерными транзисторами, появились в 2011 году, когда Intel представила линейку центральных процессоров Ivy Bridge. Технология получила название Tri-gate. Именно с этого времени все интегральные схемы Intel cтали трехмерными. Интересно, что разработка этой технологии началась еще в далеком 2002-м году, то есть почти за десять лет до ее успешной коммерческой реализации. Видимо, актуальной (во всех плоскостях) Tri-gate стала лишь во время перехода на 22-нм техпроцесс.

Вслед за Intel своими 3D-процессорами похвастали Samsung и HiSilicon. Их решения используются в мобильной технике. Там, где требования к компактности и энергоэффективности наиболее жесткие. Корейская корпорация к тому же вовсю наращивает производство трехмерной памяти. Такие компании, как AMD и NVIDIA (разработчики, не имеющие собственных производственных мощностей), полагаются на глобальных партнеров — TSMC и GlobalFoundries. Они тоже располагают современными разработками. Первые трехмерные решения «красных» и «зеленых» вышли в свет в 2016 году.

24 сентября 2012 года компания Samsung презентовала легендарную линейку твердотельных накопителей 840 Series. В частности, были представлены модели 840 PRO и 840 EVO. До этого корейский производитель уже выходил на рынок с 830-й серией, однако именно в 2012 году Samsung заявила о себе, как о лидере в этом сегменте рынка. Тем более, что компания обладает собственными производственными мощностями.

Ничего удивительного здесь нет. Накопитель 840 PRO оказался очень быстрым. В его основе используется контроллер MDX, построенный на базе трех ядер Cortex-R4 и использующий восьмиканальную структуру, а также возросшую до 300 МГц тактовую частоту. Как известно, мощность микросхемы имеет определяющее значение в твердотельном накопителе, так как позволяет использовать некоторые дополнительные функции без потерь производительности, например, то же AES-шифрование. Вторым важным моментом является наличие вдвое большего объема буферной памяти, составляющей отныне 512 Мбайт. Причем стандарт микросхем стал LPDDR2 (чипы с низком потреблением энергии), против обычной DDR2, соседствующей с контроллером предыдущего поколения, что в итоге снизило потребление энергии.

В итоге серия моделей 840 PRO может похвастать линейными чтением/записью на уровне 540/520 Мбайт/с. Производительность операций с случайным чтением данных объемом 4 Кбайт достигает 100 000 IOPS. Запись производится чуть хуже, но все равно прилично — 90 000 IOPS. Даже по сегодняшним меркам 840 PRO демонстрирует хорошие показатели для SATA-накопителей.

Samsung SSD 840. Ваш ПК станет новым опять
Samsung SSD 840. Ваш ПК станет новым опять

Источник: ferra.ru