Kunnianosoitus robert dennardia, draaman isää

Sisällys

• DRAMin isän Robert Dennardin kunnioittaminen
• DRAMista MOSFET-skaalaukseen

Kaikilla ei ole mahdollisuutta saavuttaa kuolemattomuutta uransa yhdestä saavutuksesta. Tohtorilla Robert Dennardilla on ollut kaksi mahdollisuutta - ja niiden takia teknologiamaailmasta on tullut nykypäivän juggernaut.

Sen lisäksi, että Dennard on suunnitellut dynaamisen hajasaantimuistin taustalla olevan prosessin, joka tunnetaan paremmin nimellä DRAM, se ehdotti myös skaalausteoriaa, joka on mahdollistanut pienentää metallioksidipuolijohteiden kenttäefektitransistorien tai MOSFET-kanavien pituudet kokoihin koskaan ennen kuin ajateltiin mahdollista - nyt vain muutama nanometri.

Molemmille saavutuksille, jotka tapahtuivat noin 50-vuotisen uran ensimmäisellä vuosikymmenellä, Dennard nimitettiin viime vuoden marraskuussa 2013 edistyneen tekniikan Kioton palkinnon saajaksi, kunniaksi, johon liittyy 20 karaatin kultamitali, käteisen lahjan 50 miljoonaa jeniä (noin 500 000 dollaria) ja tutkintotodistuksen "elinikäisen osallistumisen tunnustamiseksi yhteiskunnalle". Mutta Dennard, joka puhui kanssani aiemmin tällä viikolla San Diegosta, jossa hänellä oli syytä ja luennoi osana Kioton palkintasymposiumia, ei alkanut aloittaa sellaisilla korkeilla pyrkimyksillä.

Suunnittelu insinööri

Syntyneenä Terrellissä, Texasissa, vuonna 1932 ja saanut BS- ja MS-tutkinnon sähkötekniikan alalta Southern Methodist Universityltä 50-luvun puolivälissä ja hänen tohtorin tutkinnon samalla alalla Carnegie Technical Institute (nykyinen Carnegie Mellon University) vuonna 1958, hän liittyi IBM henkilöstön insinöörinä IBM: n tutkimusosastolla, jossa hän myöntää, että hänen alunsa olivat nöyrät.

"Olin vain oppinut perusperiaatteet ja saanut laaja-alaisen koulutuksen, mutta ei kovin paljon", hän sanoi. "Tyhjiöputket, sitä meille opetettiin. Asiat, joita meille opetettiin, korvattiin vain kokonaan. Se oli upea muutos, jolla minulla oli mahdollisuus olla toisella puolella."

Mutta nopeasti kävi selväksi, että ihmisille, jotka olivat tämän tekniikan kärjessä, oli paljon mahdollisuuksia. "Aloitimme heti unelmamme siitä, mitä tietokoneet voisivat suorittaa", hän sanoi. "Siksi he palkkasivat meidät. Tietokoneet olivat alkaneet, mutta olemme juuri päässeet ohi tyhjiöputkien - aivan ensimmäiset transistorimittarit suunniteltiin. Siellä oli tämä uusi keksitty keksintö, tunnelidiodi tai Esaki-diodi. Haimme monia erilaisia ​​vaihtoehtoja todella omituisten kanssa, tietokoneilla mikroaaltouunilla. Mutta lopulta sain mahdollisuuden päästä mikroelektroniikkaohjelmaan ja kehittää MOS-tekniikkaa, josta oli tarkoitus tulla CMOS, joka on nykyään hallitseva tekniikka."

DRAM: n kohoaminen

Ensinnäkin, lyhyt kuvaus: Yleensä MOSFET-moduuleja on kahta erilaista transistorityyppiä, joko NMOS (n-kanava), joka muodostaa johtavan kanavan ja kytkee transistorin päälle, kun positiivinen jännite asetetaan hilaelektrodille, tai PMOS (p-kanava).), joka tekee päinvastaista. Vuonna 1963 Frank Wanlass Fairchild Semiconductorista mukautti tämän teoksen CMOS: ksi (komplementaarinen MOS), integroidun piirin malli, joka käyttää molemmat transistorit tyyppiä portiksi, joka ei käytä lainkaan virtaa, kunnes transistorit vaihtavat.

Vaikka Wanlassin edistysaskeleet (hän ​​kehitti myös ensimmäisen kaupallisen MOS-integroidun piirin vuonna 1963) osoittautuvat lopulta välineeksi Dennardin uudelleenmäärittämässä järjestelmämuistissa, Dennard ei kulkenut suoraviivaista reittiä siihen pisteeseen. RAM, joka toimii väliaikaisena tietojen säilytystilana laskennallisessa prosessissa, oli käytössä 1960-luvun puolivälissä, mutta se oli vaivalloisessa, virtaa näyttävässä johtimien ja magneettien järjestelmässä, joka vaikeutti käyttöä useimmissa sovelluksissa. Kun Dennard pohti mieltään ongelmaan joulukuussa 1966, ei kestänyt kauan, että se muuttui.

"Minulla oli enemmän taustaa magnetiikassa kuin minulla oli puolijohteissa", hän sanoi. "Kuulin puhetta siitä, mitä magneettikaverit yrittivät tehdä tekniikan laajentamiseksi. Nämä kaverit aikoivat tehdä todella halpoja valmistuksia tästä koko asiasta siirtymällä laminoidulle tekniikalle… Minua hämmästytti kuinka yksinkertainen tämä asia oli verrattuna kuuteen MOS-laitteeseen, joita käytimme samaan tekoon. Jatkoin ajattelua samalla tavalla, kun menin kotiin sinä iltana. Heillä oli pari johtoa ja omillamme oli neljä, viisi tai ehkä kuusi johdot, jotka yhdistävät tavarat toisiinsa. Onko olemassa perustiedot tapa tehdä se?"

"MOS-transistori on periaatteessa sen keikka kondensaattorina", Dennard jatkoi. "Transistorin itse portti voi varastoida latausta, ja jos et aiheuta sen vuotamista, se voi pysyä siellä melko pitkään." Siksi, Dennard perusteli, binäärisen datan pitäisi olla mahdollista tallentaa joko positiivisena tai negatiivisena varauksena kondensaattorille. "Kehitin pääosin sinä iltana kahden tai kolmen transistorin DRAM-solua. Mutta en ollut onnellinen leikkaamalla kuudesta transistorista vain kolmeen transistoriin. Miksi en voi saada jotain yksinkertaisempaa? En edes halunnut laittaa sisään kolmas transistori."

"Vietin pari kuukautta todella analysoimalla tätä, ja miten se toimii, ja yrittäen selvittää parempaa tapaa. Ja eräänä päivänä huomasin, että voin kirjoittaa tämän muistisolun tämän ensimmäisen transistorin kautta, joka oli todella perustietoinen, kondensaattoriin - mutta sitten voin kytkeä tämän transistorin uudelleen päälle ja purkaa sen alkuperäiseen datajohtoon, josta se tuli. Se ei ollut mahdollista ennen, mutta se toimi MOS-transistorien kanssa. Olin tyytyväinen tulokseen."