カテゴリー: CPU

コンピューターは私たちの職業生活を簡素化するものではなかったのでしょうか?パーソナル コンピュータの初期の広告では、顧客は 1 台のデバイスを使用して 1 日の仕事を数時間で完了できると宣伝されていました。コンピューターのファイリング システムと電子メールによってペーパーレスの作業環境が実現され、コミュニケーションの行き違いの問題が解消されることを期待する人もいました。

多くの企業にとって、コンピュータに関する真実はさらに複雑です。問題が発生する可能性のある場所を正確に予測することは困難です。さらに、コンピューター業界には最高の製品とサービスを提供しようと努力する競争力のある企業が数多く存在するため、コンピューターのハードウェアとソフトウェアは急速に進化しています。特定のコンピュータ プラットフォーム、オペレーティング システム、ソフトウェア スイートを使用することは、特にマシンのネットワークをセットアップする場合には、必ずしも簡単な決定ではありません。

コンピューターのおかげで個々のタスクを完了するのは簡単かもしれませんが、マシン自体の保守と修理は困難な場合があります。多くの企業は、コンピューターやアプリケーションを適切に実行し続けるための IT サポートに何百万ドルも費やしています。新しいアプリケーションをコンピュータ ネットワークに追加するという単純な作業であっても、予期しない問題が発生する可能性があります。

企業経営者の中には、解決策を社内の外に求めている人もいます。考えられるアプローチの 1 つは、ユーティリティ コンピューティングを使用することです。基本的に、ユーティリティ コンピューティングは、ある企業がコンピューター サポートの一部またはすべてを別の企業に委託するビジネス モデルです。この場合のサポートとは、技術的なアドバイスだけを意味するものではなく、コンピューターの処理能力からデータ ストレージに至るまで、あらゆるものが含まれます。

ユーティリティ コンピューティングの最低点は何ですか?読み続けて調べてください。

ユーティリティ コンピューティングの基礎

ユーティリティ コンピューティングの原理は非常に単純です。ある企業が別の企業にコンピューティング サービスの対価を支払います。サービスには、ハードウェアのレンタル、データ ストレージ スペース、特定のコンピュータ アプリケーションの使用、またはコンピュータ処理能力へのアクセスが含まれる場合があります。それはすべて、クライアントが何を望んでいるのか、そしてユーティリティ コンピューティング会社が何を提供できるかによって決まります。

多くのユーティリティ コンピューティング会社は、リソースのバンドルまたはパッケージを提供しています。包括的なパッケージには、次のすべてが含まれる場合があります。

ユーティリティ コンピューティングの料金は、ユーティリティ コンピューティング会社および要求されたサービスによって異なります。通常、企業は定額料金ではなく、サービスの使用量に基づいてクライアントに料金を請求します。クライアントがサービスを利用すればするほど、支払わなければならない料金も高くなります。一部の企業は、割引料金でサービスをまとめて販売しており、実質的にコンピュータ サービスを一括販売しています。

ユーティリティ コンピューティングの長所と短所は何ですか?次のセクションでそれについて説明します。

ユーティリティ コンピューティングの長所と短所

ほとんどのクライアントにとって、ユーティリティ コンピューティングの最大の利点は利便性です。クライアントは、ビジネスに必要なすべてのハードウェア、ソフトウェア、ライセンスを購入する必要はありません。代わりに、クライアントはこれらのサービスの提供を別の当事者に依存します。システムの保守と管理の負担はユーティリティ コンピューティング会社にあり、クライアントは他の業務に集中できます。

利便性と密接に関係しているのは互換性です。多くの部門を持つ大企業では、コンピューティング ソフトウェアで問題が発生する可能性があります。各部門は異なるソフトウェア スイートに依存している場合があります。会社のある部門の従業員が使用するファイルは、別の部門の従業員が使用するソフトウェアと互換性がない可能性があります。ユーティリティ コンピューティングにより、企業は単一のサービスに加入し、クライアント組織全体で同じソフトウェア スイートを使用できるようになります。

プロバイダーの料金体系に応じて、コストはメリットにもデメリットにもなります。ユーティリティ コンピューティング会社をサービスに利用すると、社内でコンピューターの運用を実行するよりもコストが安くなる場合があります。ユーティリティ コンピューティング会社がビジネスに必要なサービスをクライアントに提供している限り、クライアントは他を探す必要はありません。メンテナンスにかかる費用のほとんどは、クライアントではなくプロバイダーの責任となります。クライアントは、より安価で保守が容易な簡素化されたハードウェアを利用することを選択できます。

ただし、場合によっては、クライアントが必要とするものとプロバイダーが提供するものが一致しない場合があります。クライアントが中小企業で、プロバイダーが高額な料金を払って高価なスーパーコンピューターへのアクセスを提供している場合、クライアントが独自のコンピューティング ニーズに対応することを選択する可能性は十分にあります。必要のないものになぜ高いサービス料を払うのでしょうか？

もう 1 つの潜在的な欠点は信頼性です。ユーティリティ コンピューティング会社が経営難に陥ったり、機器に頻繁に問題が発生したりすると、顧客は料金を支払っているサービスの提供を打ち切られる可能性があります。これはプロバイダーとクライアントの両方にとって問題を引き起こします。ユーティリティ コンピューティング会社が廃業した場合、その顧客も同じ運命に陥る可能性があります。ビジネスが悪化した場合にデータやその他の機能が失われる可能性がある場合、クライアントは小規模な会社に業務を引き継ぐことをためらうかもしれません。

ユーティリティ コンピューティング システムも、ハッカーにとって魅力的な標的となる可能性があります。ハッカーは、料金を支払わずにサービスにアクセスしたり、クライアント ファイルを盗み見して調査したりする可能性があります。システムを安全に保つ責任の多くはプロバイダーにありますが、その一部はクライアントの慣行にも依存します。企業が従業員に適切なアクセス手順を教育していなければ、侵入者がユーティリティ コンピューティング会社のシステムに侵入する方法を見つけるのは難しくありません。

ユーティリティ コンピューティング サービスが直面している課題の 1 つは、サービスについて消費者を教育することです。ユーティリティ コンピューティングに対する認識はあまり広まっていません。クライアントがそのサービスについて聞いたことがない場合、そのサービスをクライアントに販売するのは困難です。この記事を読んだあなたは、もう一歩先を進んでいます。

ユーティリティ コンピューティング企業がより包括的で洗練されたサービスを提供するにつれ、より多くの企業がそのサービスの利用を選択するようになるかもしれません。最終的には、自宅やオフィスから数マイル離れたデータ センターにあるコンピューターが、すべての計算ニーズを処理してくれる可能性があります。

ユーティリティ コンピューティングと関連トピックの詳細については、次のページのリンクをクリックしてください。

シリコンは半世紀近くにわたって世界のテクノロジーブームの中心であったが、マイクロプロセッサメーカーはシリコンから命を搾り取ったも同然だ。マイクロプロセッサの製造に使用されている現在の技術は、2005 年頃に限界に達し始めるでしょう。その時点で、チップメーカーは、より強力なチップを作成するために、シリコン上により多くのトランジスタを詰め込むための他の技術に目を向ける必要があります。すでに多くの人が、シリコンの寿命を少なくとも 10 年代の終わりまで延長する方法として、極紫外線リソグラフィー(EUVL) に注目しています。

チップ上にますます多くのトランジスタを詰め込むために使用されている現在のプロセスは深紫外リソグラフィーと呼ばれるもので、これはレンズを通して光を集束させてシリコンウェーハ上に回路パターンを刻む写真に似た技術です。メーカーは、物理法則が介入するため、この技術がすぐに問題になるのではないかと懸念しています。

極紫外（EUV）光を使用してシリコンウェーハにトランジスタを彫刻すると、今日の最も強力なチップよりも最大100倍高速なマイクロプロセッサと、同様に記憶容量が増加したメモリチップが実現します。この記事では、チップの製造に使用されている現在のリソグラフィ技術と、2007 年頃から EUVL がどのようにしてさらに多くのトランジスタをチップ上に押し込むかについて学びます。

チップを作る

EUV リソグラフィがマイクロプロセッサの製造にどのような革命をもたらすかを学ぶ前に、まず現在の製造プロセスについてある程度のことを理解する必要があります。コンピューター チップとも呼ばれるマイクロプロセッサーは、リソグラフィーと呼ばれるプロセスを使用して作成されます。具体的には、深紫外線リソグラフィーは現在の種類のマイクロチップの製造に使用されており、コンピューター内部に組み込まれるチップの製造に使用された可能性が最も高いです。

リソグラフィーは、光を使用して画像を基板上に転写するという点で写真に似ています。カメラの場合、基板はフィルムです。シリコンはチップ製造に使用される伝統的な基板です。マイクロプロセッサ上に集積回路設計を作成するには、マスクに光を当てます。マスクは回路パターンのステンシルのようなものです。光はマスクを通過し、画像を縮小する一連の光学レンズを通過します。この小さな画像はシリコン、つまり半導体のウェーハ上に投影されます。

ウェーハは、フォトレジストと呼ばれる感光性の液体プラスチックで覆われています。マスクはウェーハの上に配置され、光がマスクを通して輝いてシリコンウェーハに当たると、マスクで覆われていないフォトレジストが硬化します。光にさらされなかったフォトレジストは多少ネバネバしたまま残り、化学的に洗い流され、硬化したフォトレジストと露出したシリコンウェハだけが残ります。

より強力なマイクロプロセッサを作成するための鍵は、光の波長の大きさです。波長が短ければ短いほど、より多くのトランジスタをシリコンウェーハ上にエッチングすることができます。トランジスタが多いほど、より強力で高速なマイクロプロセッサが得られます。これが、4,200 万個のトランジスタを備えた Intel Pentium 4プロセッサが、2,800 万個のトランジスタを備えたPentium 3より高速である大きな理由です。

2001 年の時点では、深紫外リソグラフィーでは 240 ナノメートルの波長が使用されています。ナノメートルは 10 億分の 1 メートルです。チップメーカーが波長を 100 ナノメートルに短縮すると、新しいチップ製造技術が必要になります。深紫外リソグラフィーを使用することで生じる問題は、光の波長が短くなるにつれて、光を集束させるためのガラスレンズに光が吸収されてしまうことです。その結果、光はシリコンに到達せず、ウェハ上に回路パターンは作成されません。

ここが EUVL の役割を引き継ぎます。 EUVLでは、光を集束させるためにガラスレンズの代わりにミラーが使用されます。次のセクションでは、2001 年に製造された最も強力なチップよりも少なくとも 5 倍強力なチップを製造するために EUVL がどのように使用されるかを学びます。

ムーアの法則

毎年、メーカーは次の優れたコンピューター チップを発表し、コンピューティング能力を向上させ、私たちのパーソナル コンピューターがほんの 10 年前に想像していた以上のことを実行できるようにします。創設者のゴードン・ムーアは、このテクノロジー現象を 35 年以上前に予測し、マイクロプロセッサー上のトランジスタの数は 18 か月ごとに 2 倍になるだろうと述べました。これはムーアの法則として知られるようになりました。

業界の専門家は、深紫外リソグラフィーは2004年から2005年頃に限界に達すると考えており、これは新しいチップ製造技術がなければムーアの法則も終焉を迎えることを意味している。しかし、深紫外線が上限に達すると、チップメーカーは新しいリソグラフィプロセスに移行し、2007 年までに業界初の 10 ギガヘルツ (GHz) マイクロプロセッサを製造できるようになるでしょう。比較すると、最速のインテル Pentium 4 プロセッサ (現時点では) 2001 年 5 月）は 2.4 GHz です。 EUVLによりムーアの法則はさらに10年延長される可能性がある。

「EUVリソグラフィーを使用すると、10GHzのクロック速度をサポートするのに十分小さいフィーチャーサイズのチップを製造できます。必ずしもそれが実現するとは限りません」と、(LLNL)のEUVリソグラフィープログラムマネージャーのドン・スウィーニー氏は述べた。 「私たちが最初に行う必要があるのは、集積回路を30ナノメートルまで製造することです。EUVリソグラフィーは明らかにそれを実現します。」比較すると、深紫外リソグラフィーで作成できる最小の回路は 100 ナノメートルです。

2001 年 4 月、 EUV 有限責任会社(EUV LLC) は、最初の本格的な EUV リソグラフィー マシンのプロトタイプを発表しました。 EUV LLC は、世界有数のチップメーカーと米国エネルギー省の 3 つの研究機関で構成されるコンソーシアムです。メンバーには、インテル、AMD、IBM、マイクロン、インフェネオン、モトローラが含まれます。これらの企業は、サンディア国立研究所、ローレンス・リバモア国立研究所、ローレンス・バークレー国立研究所で構成される仮想国立研究所と協力しています。このコンソーシアムのメンバーになる利点は、この新しいテクノロジーを最優先で使用できることです。

次に、EUVL がどのように機能するかを見てみましょう。

EUVL プロセス

EUVL の仕組みは次のとおりです。

スウィーニー氏によれば、プロセス全体は波長に依存しています。波長を短くすると、より良い画像が得られます。彼は、カメラで静止写真を撮るという観点から考えてくださいと言います。

「何かの写真を撮るとき、画像の品質は多くのことに依存します」と彼は言いました。 「そして、最初に依存するのは、写真を撮るために使用している光の波長です。波長が短ければ短いほど、より良い画像が得られます。これは単なる自然の法則です。」

2001 年の時点で、深紫外リソグラフィーで作られているマイクロチップは 248 ナノメートルの光で作られています。 2001 年 5 月の時点で、一部のメーカーは 193 ナノメートルの光に移行しています。 EUVLでは、チップは13ナノメートルの光で製造されます。波長が短いほど良い画像が作成されるという法則に基づき、13 ナノメートルの光はシリコン ウェーハ上に投影されるパターンの品質を向上させ、マイクロプロセッサの速度を向上させます。

これらの光の波長は空気でさえ吸収してしまうほど短いため、このプロセス全体は真空中で行われなければなりません。さらに、EUVL は、モリブデンとシリコンの複数の層でコーティングされた凹面ミラーと凸面ミラーを使用します。このコーティングは、波長 13.4 ナノメートルの EUV 光のほぼ 70% を反射できます。残りの 30% はミラーに吸収されます。コーティングがないと、光はウェーハに到達する前にほぼ完全に吸収されてしまいます。鏡面はほぼ完璧でなければなりません。コーティングの小さな欠陥でも、光学部品の形状が破壊され、プリント回路パターンが歪み、チップの機能に問題が生じる可能性があります。