NUMBER 4. IC 진보 - 데이터넷

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NUMBER 4. IC 진보

10년간 가장 혁신적인 기술 Top 10

2001년 01월 05일 00:00:00

Network Computing

보다 작고, 보다 빠르고, 보다 싸고, 보다 우수하게 IC 진보

이 업계를 움직이는 기본 연료를 알지 못하면 어떻게 지난 10년 간의 가장 우수한 기술 목록을 만들 수 있겠는가? 90년대의 IC(Integrated Circuit) 기술 향상은 실로 눈부셨다. 한때 슈퍼컴퓨터에서 기대했던 기능을 이제 데스크탑에서 볼 수 있다.

놀라운 속도로 작동하는 스위치와 라우터는 10년 전에는 상상할 수도 없었다. 이제, 이 모든 것은 현실이 되었을 뿐만 아니라 포트 당 가격도 100 달러 미만일 경우가 많다. 1990년도 고성능 네트워크 인터페이스 카드를 살펴 보라. 그러면 십여 개가 넘는 IC와 엄청난 가격표를 발견하게 될 것이다. 지금은 NIC가 보다 우수한 성능을 훨씬 적은 비용으로 제공하며, 단지 몇 개의 칩만을 사용함으로써 부팅할 때의 안정성을 크게 향상시켰다.

기술 전문가들도 매년 칩의 빠른 속도 증가, 복잡화 및 소형화에 놀라지 않을 수 없다. 그러나 이 모두가 쉽게 얻어진 업적은 아니다. 프로세스 향상, 디자인 도구 발전 및 연구 성과의 결합을 통해 IC 업계는 무어(Moore)의 법칙을 지켜가고 있다.

1965년 인텔의 공동 창업자인 고돈 무어는 오늘날 잘 알려진 관찰을 통해 IC에서 트랜지스터의 밀도가 매년 두 배로 증가해왔음을 발견하고 이러한 증가 속도가 앞으로 당분간 계속될 것이라고 예상했다. 두 배 증가 속도가 18개월마다로 다소 느려지긴 했지만 IC 제조업체는 여전히 진행 속도를 평가하는 기준으로 무어의 법칙을 사용한다. 그러나 여기서 잠깐! 무어는 트랜지스터 밀도(게이트가 트랜지스터 유형이기 때문에 ''게이트 밀도''라고도 함)에 대해 이야기했다.

그럼 속도는? 현재까지 나타난 결과를 통해, 트랜지스터 크기가 축소될 경우 그만큼 더 빨리 트랜지스터를 켜고 끌 수 있음을 알 수 있다. 따라서 CPU 시계 속도는 거의 2년마다 두 배로 증가했다. 마침내, 게이트 밀도가 증가함에 따라 설계자들은 칩의 전력 소비량 감소를 시도하고 있다. 랩탑, PDA 및 휴대폰 사용자들이 인정하듯이 전력 소비량 감소는 누구나 바라는 목표이다.

칩 기술의 목적은 단순하지만 이 목적에 대한 자연적 장애는 엄청나다. 트랜지스터가 소형화되면서 칩에 널리 사용되는 소재의 일부 속성이 때로는 심각하게 성능에 영향을 미치기 시작했다. 보다 우수한 전기적 속성을 가진 새 소재의 획기적 사용을 통해 칩 제조업체는 이러한 한계를 극복해 왔다. 예를 들어, 이전에는 알루미늄이 게이트 상호 연결에 널리 사용되었지만 아이비엠에서 구리를 사용하는 방법을 발견했다. 구리는 우수한 도체이며, 따라서 상호 연결선이 더 작고 빨라지게 되었다. 이와 유사하게, 아이비엠에서 개발한 실리콘 게르마늄이나 실리콘 절연체 트랜지스터와 같은 재료도 게이트 크기의 소형화에 일조 한다.

네트워킹은 ASSP(Application Specific Standard Parts)라고도 하는 ASIC(Application Specific Integrated Circuits)의 발전을 통해 가장 큰 도움을 받았다. 이들 장치는 스위치와 라우터에서 핵심을 이루며 현재 우리가 누리는 빠른 속도와 낮은 가격 대를 가능하게 한다. ASIC는 하드웨어에 직접 복잡한 프로토콜을 구현하고 소프트웨어 알고리즘을 통해 일반 용도의 칩보다 몇 배나 더 빠른 속도로 데이터를 처리하여 성능을 향상시킨다.

칩이 수용할 수 있는 게이트 수가 수십만 개에서 수백만 개로 증가하면서 칩 디자인을 만들고 검증하는 과정도 훨씬 복잡해졌다. 소프트웨어 도구가 칩 기술과 함께 발전하여 설계자가 강력한 오늘날의 IC 능력을 제어하는 데 도움을 주었다. 프로세스, 연구 및 도구 향상간의 이 놀라운 균형이 언제까지 무어의 법칙을 지켜갈 수 있을까? 무어를 포함하여 대부분의 전문가들은 향후 20년 동안 이러한 발전이 꾸준히 지속될 것이라고 전망한다. @