Re: Limite fisico del "Clock"

From: Franco <inewd_at_hotmail.com>
Date: 2000/08/17

Sir Launcelot wrote:
>
> Attualmente mi sembra che la velocit� di Clock dei pi� potenti processori
> per PC sia sui 733 MHz.

Quello da cui ti scrivo e` a 800 MHz, e di fianco ne ho uno a 1 GHz.

> Un segnale che cambia nel tempo con una frequenza v, � sempre un campo
> elettrico che si propaga con la velocit� c (in pratica un'onda
> elettromagnetica); di conseguenza la lunghezza d'onda l associata al segnale
> vale
> l=c/v.
> Per v=733 MHz si ha l=40 cm.

Vero, e se poi tieni conto della velocita` di fase nei conduttori su
biossido di silicio, e` ancora di meno.

>
> Per v=60.000 MHz si ha l=0.5 cm

Si`, qualcosa del genere (nel vuoto).
 
> Quindi mi sembrerebbe che questa velocit� di clock costituisca un limite
> fisico per almeno due ragioni:

mai porre troppi limiti fisici: tutti quelli che ho visto sono stati
puntualmente smentiti. Quello che si confonde spesso e` il limite fisico
con quello tecnologico o con quello della conoscenza (hic sunt leones e
quindi non si puo` fare si diceva dell'inesplorato o dello sconosciuto).

> 1. Perch� le memorie RAM sono aggiornate nei fronti di salita del clock e
> quindi non vi sarebbe simultaneit� a meno di concentrare tutti i chip in
> meno di mezzo centimetro;

Ci sono sistemi sincronizzati e con pipeline. Direi che non sia un
problema.

> 2. Perch� un segnale a questa frequenza comincerebbe a diventare luminoso;

Direi che sia fuori di svariati ordini di grandezza. La luce visibile e`
dalle parti di 500 nm, se consideri un segnale a 5 mm di lunghezza
d'onda sei quattro ordini di grandezza al di sotto della frequenza della
luce visibile.

> non credo sia possibile costruire oscillatori a questa frequenza con
> componenti a semiconduttore o con cristalli di quarzo.

Con i quarzi direi proprio di no, ma a semiconduttori sono comunemente
(quasi comunemente) fatti.

>Si potrebbe
> utilizzare laser e fotodiodi, poi per� si dovrebbe sostituire ogni "filo"
> con una guida d'onda e calcolare le induttanze di ogni singolo componente
> per la trasmissione dei segnali.

Quello di calcolare ogni conduttore come una linea di trasmissione viene
gia` normalmente fatto nei PC, dove le frequenze sono molto piu` basse.
Il bus e` di solito a 100-200 MHz, e le riflessioni devono essere
accuratamente evitate. (il GHz che citavo prima e` solo nel nucleo del
processore, e neanche dappertutto).

> Mi piacerebbe che qualcuno si divertisse ad analizzare, magari in modo pi�
> preciso di quanto ho fatto io, questo secondo punto per determinare una
> stima della massima velocit� di Clock.

Non porre limiti, tanto verranno superati. Una volta si diceva che i MOS
con canale piu` corto di qualche micrometro non potevano essere
costruiti e comuqnue non avrebbero funzionato. Poi si sono visti i mos a
1 um. Stasso discorso per quelli submicrometrici: i processori attuali
sono dalle parti di 180 nm di lunghezza di canale. Si sta lavorando sui
mos a 50 nm di canale, in cui gli ioni del drogante cominciano ad essere
contati ad uno ad uno 9non si possono piu` fare approssimazioni in
media). E per il momento non si vedono limiti alla integrazione (e alla
velocita` di clock).

Franco
Received on Thu Aug 17 2000 - 00:00:00 CEST