Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Влияние технологии производства интегральных схем на архитектуру и характеристики вычислительных машин и систем


Помощь в написании учебных работ
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь

 

Структура ВМ и ВС и организация вычислительного процесса существенно зависят от функциональной организации и распределения функций между блоками. А это, в свою очередь, в значительной мере определяется функциональной емкостью СБИС.

 

Из теории и практики современных СБИС известно, что основную площадь на кристалле занимают не сами логические элементы, а связи между ними. Быстродействие схем также в основном ограничивается задержками в связях. Развитие технологии СБИС позволяет все большее число элементов и связей перенести на уровень кристалла, обеспечивая снижение стоимости, повышение быстродействия и надежности.

По мере увеличения уровня интеграции и функциональных возможностей СБИС в развитии архитектуры прослеживаются следующие тенденции:

· Перенос функций часто работающего системного ПО на аппаратные средства;

· широкое использование методов параллельной обработки на всех уровнях организации вычислительного процесса;

· расширение сферы использования специализированных и функционально ориентированных процессоров;

· снижение относительных затрат времени на коммутацию в сравнении с обработкой.

Наиболее сильное влияние на ВС оказывают технологии производства трех типов средств: МП, СБИС динамической памяти (DRAM) и внешних запоминающих устройств на магнитных дисках

Развитие микропроцессоров непосредственно связано с успехами технологии производства ИС. Число вентилей на кристалле увеличивается ежегодно на 60-80%. Это связано с совершенствованием технологии изготовления ИС и развитием технологии выращивания кристаллов полупроводников.

Скорость переключения вентилей возрастает примерно в том же темпе, что и плотность их размещения. Но из-за задержек в связях и увеличения связей по мере роста степени интеграции СБИС длительность такта (регистровой передачи) снижается медленнее.

Все современные ИС выполняются по планарной технологии. При этом полупроводниковая структура формируется на поверхности кристалла в нескольких слоях (15-20). Отдельные слои используются для формирования топологических элементов полупроводниковой структуры: диффузионного, из поликремния, металла, диэлектрика. Форма и размеры топологических элементов определяются с использованием маски (при фотолитографии) либо с помощью управляемого электронного луча (при электронной литографии). При любом способе формирования полупроводниковой структуры неизбежны технологические отклонения, допуск которых зависит от точности технологического оборудования. Основной тенденцией является уменьшение линейного размера, в пределах которого можно сформировать элемент. В качестве меры используют параметр µ, кратно которому определяется ширина металлического, поликремниевого соединения, линейные размеры диффузионного участка и др. Этот параметр µ называется проектной нормой. Он равен значению максимального случайного смещения границы топологического элемента. Чем меньше µ, тем выше уровень интеграции ИС.



Другой тип массовых СБИС с полным циклом проектирования, развитие которых существенно влияет на архитектуру ВС — это СБИС динамической памяти — DRAM. Основным блоком структуры DRAM является матрица запоминающих элементов (ЗЭ). Адрес ячейки вводится параллельно-последовательно (сначала младшая половина адреса, затем через те же выводы — старшая). При такой организации увеличение на единицу числа адресных входов приводит к увеличению числа ЗЭ в матрице в четыре раза. Поэтому увеличение информационной емкости СБИС DRAM происходит дискретно.

Рост быстродействия происходит существенно медленнее из-за увеличения длины связей ЗЭ с внешним выводом СБИС по мере роста информационной емкости матрицы ЗЭ. Рост быстродействия характеризуется следующим показателем: время доступа уменьшается на 30% за 10 лет.

Прогресс в области внешней памяти на магнитных дисках характеризуется следующими данными. Плотность размещения информации на носителе и информационный объем увеличиваются в среднем в 4 раза за 3 года. Время доступа уменьшается в 1 — 3 раза за 10 лет.

Приведенные характеристики темпов развития основных устройств определяют средний срок морального старения процессора — 5 лет.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Многоуровневая организация вычислительных процессов. Понятия архитектуры вычислительной машины, аппаратного и программного обеспечения | Введение в функциональную организацию процессора

Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1044; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.02 сек.