32 nanometry — ile to właściwie jest?

Jeden metr to miliard nanometrów (nm). Rzadko liczymy rzeczy w miliardach, choć czasem życzylibyśmy sobie, żeby tak było z naszą pensją! Aby lepiej uświadomić sobie tę liczbę — stos miliarda banknotów 5 euro miałby około 100 km wysokości. Gdybyśmy przeszli miliard kroków, moglibyśmy:

• dwadzieścia razy okrążyć Ziemię,
• 429 razy przejść od Madrytu do Berlina,
• 2354 razy przejść od Londynu do Paryża!
• Patrząc na to z innej perspektywy, wieża Eiffla mierzy 324 miliardy nanometrów.

Tranzystory są podstawowymi elementami budulcowymi wszystkich układów komputerowych. Pierwszy tranzystor zbudowany w Laboratoriach Bella w 1947 roku można było wziąć do ręki. Natomiast ponad 60 milionów tranzystorów 32-nanometrowych zmieściłoby się w główce szpilki . Gdyby każdy tranzystor był osobą, szpilka miałaby populację:

• ponad 6-krotnie większą niż Paryż,
• ponad 10-krotnie większą niż Madryt.

Ponad 4 miliony tranzystorów 32-nanometrowych zmieściłoby się w kropce na końcu tego zdania .

• Gdyby każdy tranzystor był osobą, kropka miałaby populację większą niż Berlin, Rzym lub Ateny.

W średnicy ludzkiego włosa można zmieścić ponad 3000 bramek tranzystorów 32-nanometrowych.

• Dla porównania, w poprzek monety 1 euro można by ułożyć 775 000 bramek tranzystorów 32-nanometrowych.

Gdyby domy kurczyły się w takim samym tempie, jak tranzystory, nie dałoby się zobaczyć domu bez mikroskopu. Aby zobaczyć 32-nanometrowy tranzystor gołym okiem, trzeba by powiększyć chip do rozmiarów większych niż dom .

Pierwszy mikroprocesor firmy Intel, 4004, został wprowadzony na rynek w 1971 roku. Działał z częstotliwością 740 kHz — szybkością, która dziś wydaje się niewarta zachodu! Współczesne procesory 32-nanometrowe działają z częstotliwością 3 GHz lub większą. Obecnie cena tranzystora jest 100 000 razy niższa niż w 1971 roku, a zużycie energii przez jeden tranzystor — około 4000 razy mniejsze. Pomimo tego dzisiejsze tranzystory cechują się niewiarygodną szybkością, a ich częstotliwość taktowania wzrosła ponad 4000 razy.

• Podczas Mistrzostw Europy w Lekkoatletyce w Helsinkach w 1971 roku bieg na 100 metrów wygrał biegacz z czasem 10,26 sekundy, co oznacza szybkość 35,1 km/h. Gdyby wydajność biegaczy wzrosła 4000 razy, dzisiejsze sprinty wygrywaliby sportowcy biegnący z szybkością 140 350,9 km/h!

Tranzystor 32-nanometrowy może włączać się i wyłączać ponad 300 miliardów razy na sekundę. W czasie, który zajmuje włączenie i wyłączenie tranzystora, wiązka światła przebywa około 1 milimetra.

• Wiązka światła pokonuje odległość od Rzymu do Pragi w czasie 0,003 sekundy. Podczas tej podróży tranzystor 32-nanometrowy włączyłby się i wyłączył 922,6 miliona razy.

W miarę, jak tranzystory maleją, może zwiększać się prąd upływu. Rozwiązanie problemu upływu ma kluczowe znaczenie dla niezawodnego i szybkiego działania układów scalonych, a Intel dokonał ważnego przełomu, identyfikując nowy materiał o wysokiej stałej dielektrycznej (high-k) zwany hafnem. 32-nanometrowy proces technologiczny wykorzystuje drugą generację metalowej bramki z izolatorem o wysokiej stałej dielektrycznej. Od kiedy nowa technologia weszła do produkcji w listopadzie 2009 roku, Intel dostarczył ponad 200 milionów procesorów wykorzystujących tranzystory high-k z metalową bramką.

• Przekłada się to na ponad 50 000 000 000 000 000 (50 biliardów) tranzystorów, czyli ponad 7 milionów tranzystorów na każdego mężczyznę, kobietę i dziecko na świecie.