Журнал Компьютерра - Журнал «Компьютерра» №39 от 25 октября 2005 года

Появлением на свет галерея всецело обязана хобби своего создателя: будучи страстным фотолюбителем, вынужденным проводить немало времени за микроскопом, Майкл всегда стремился «соединить приятное с полезным». Желая донести до широкой аудитории диковины микромира, он принялся снимать с тысячекратным увеличением крошечные объекты, выкладывая полученные кадры в Сеть. Результат превзошел все ожидания: на фотовыставку была протоптана широкая «народная тропа», а ее экзотические экспонаты разлетелись по страницам научно-популярных журналов. (Не стала исключением и «КТ»: читатели со стажем наверняка помнят тему в #328, украшенную впечатляющей подборкой микроснимков от Дэвидсона.)

Впрочем, не химией единой жив сайт Майкла: помимо «естественнонаучных» снимков, на нем раскинулся настоящий «силиконовый зоопарк», в виртуальных вольерах которого собраны изображения внутренностей компьютерных чипов. Начало сей необычной коллекции было положено в тот день, когда, фотографируя один из слоев начинки процессора, Майкл обнаружил странные очертания, похожие на беспорядочное нагромождение контактов. Поначалу фотограф решил, что это остроумная уловка изготовителей с целью усложнить задачу копирующим чипы микроэлектронным «пиратам». Но приглядевшись к рисунку, оторопел: из-под микроскопа на него уставилась забавная рожица очкарика Уолдо (Waldo), героя популярной в Штатах детской книжки. Так Майкл обрел новое хобби и с тех пор вскрыл немало процессоров в поисках аналогичных «пасхальных яиц» чипмейкеров.

Усилия не пропали даром: за десятилетие коллекция пополнилась более чем тремястами диковинами. По словам Дэвидсона, поиск зарытых в чипы сюрпризов сродни разгадыванию головоломок: заранее неизвестно не только их местоположение, но и размер. «Иногда находишь иголку в стоге сена, иногда - автомобиль», - иронизирует мэтр. Фантазия чипмейкеров поражает: помимо изображений животных и мультгероев, большой популярностью у них пользуются картинки разнообразных технических устройств и космических кораблей. Порой о себе заявляют не только художники, но и литераторы: «СВАКС… Довольно воровать настоящий лучший» - этот крик души на ломаном русском, помещенный сотрудниками компании DEC внутрь своего процессора CVAX, адресован советским коллегам, преуспевавшим в те годы в обратном инжиниринге заокеанских чипов. Увы, ни один из экспонатов не содержит авторской подписи: строгое начальство микроэлектронных корпораций не жалует творцов подобной «наскальной живописи».

Как с горечью замечает Дэвидсон, в наши дни искусство «чипографии» находится в плачевном состоянии: все меньше кустарей-одиночек отваживается тряхнуть стариной. К тому же масштаб творений сходит на нет, а прочесть получившиеся в результате крошечные каракули становится труднее, чем узелковые письмена. - Д.К.

Радикальный способ улучшения качества полупроводниковых устройств предложили японские ученые. Им удалось изготовить транзистор, в котором примеси в полупроводник добавлены в виде регулярной решетки атомов.

Чтобы получить в полупроводнике проводимость нужного типа, электронную или дырочную, в него внедряют атомы подходящих примесей, которые являются донорами или акцепторами электронов. Все известные способы внесения примесей приводят к тому, что атомы распределяются в полупроводнике случайным образом, порождая пространственные неоднородности в электрических свойствах полупроводника и, соответственно, разброс параметров транзисторов и чипов в целом. По мере дальнейшего уменьшения размеров транзисторов разброс становится все более сильным, снижая выход годных чипов и ухудшая их качество.

Дабы проверить, что может дать регулярное расположение примесей, ученые использовали новую ионную пушку, которая способна «стрелять» отдельными ионами и точно в заданное место. С ее помощью они внедрили в кремниевый канал ионы фосфора в виде прямоугольной решетки с шагом сто нанометров и изготовили упрощенный аналог транзистора, применяемого в современных компьютерных чипах.

Результат превзошел все ожидания. Помимо того что свойства транзисторов почти перестали меняться от устройства к устройству, порог их переключения снизился вдвое: с -0,4 до -0,2 В. А это значит, что можно снизить напряжение питания и тепловыделение изготовленного на их основе чипа.

Пока трудно сказать, удастся ли реализовать предложенный метод в массовом производстве. Однако уже по первым экспериментам ясно, что игра стоит свеч. - Г.А.

Любопытную теорию, обещающую сделать преобразование энергии морских волн в электричество дешевым и эффективным, разработали физики из Гонконгского университета науки и технологии. Они научились делать линзы для морских волн.

Резкое удорожание нефти стимулирует интерес к возобновляемым источникам энергии. Пока что колоссальные энергозапасы морей и океанов практически не освоены. Сказывается их удаленность от потребителей, непостоянство морских волн, но главное - рассредоточенность энергии колебаний воды по большой площади. Неоднократные попытки построить опытные волновые электростанции самых разных конструкций неизменно приводили к тому, что их электроэнергия оказывалась во много раз дороже обычной. Поэтому ее сейчас используют лишь в редких случаях - например, для подзарядки аккумуляторов морских буев и удаленных маяков. Но теперь, возможно, удалось найти оригинальный выход из тупика.

То, что волны можно сфокусировать, было известно и раньше, но только для так называемой «мелкой воды», глубина которой значительно меньше длины волны. Такие отмели встречаются не часто, волнение на них слабое, и интереса эти работы не вызвали. Но теперь ученым с помощью сложных аналитических методов и компьютерного моделирования удалось показать, что морские волны можно фокусировать при любой глубине.

Если в дно вкопать регулярную решетку из круглых столбов определенных размеров, то благодаря взаимодействию столбов с потоками воды будет казаться, что дно в этом месте стало глубже, а сила притяжения земли возросла. Это приводит к отклонению морских волн по правилам, которые очень похожи на обычные законы геометрической оптики. Другими словами, если сделать частокол в форме плоской линзы, то линза будет фокусировать волны, высота которых может возрасти в фокусе в несколько раз. В этом месте можно поставить компактную волновую электростанцию, которая фактически будет собирать энергию волн с гораздо большей площади. Не исключено, что такая конструкция вместе с последними моделями волновых электростанций сможет сделать их конкурентоспособными. Теория уже подтверждена на экспериментальной конструкции из 675 столбов, и теперь дело за инженерными разработками.