Robert Dennard, Drama'nın babası onuruna

içindekiler

• DRAM'ın babası Robert Dennard'a saygı göstermek
• DRAM'den MOSFET Ölçeklemeye

Herkesin kariyerindeki bir başarıdan ölümsüzlüğü kazanma fırsatı yoktur. Robert Dennard'ın iki şansı vardı ve bu sebeplerden ötürü, teknoloji dünyası bugün olduğu gibi sürat teknesi haline geldi.

Daha iyi DRAM olarak bilinen dinamik rasgele erişim belleği için temel oluşturan sürecin geliştirilmesine ek olarak, Dennard ayrıca metal oksit yarı iletken alan etkili transistörlerin veya MOSFET'lerin kanal uzunluklarını asla küçülterek küçültmeyi mümkün kılan ölçeklendirme teorisini önerdi. Düşünmeden önce mümkün - şimdi sadece birkaç nanometre.

Yaklaşık 50 yıl süren bir kariyerin ilk on yılında gerçekleşen bu başarıların her ikisi için, Dennard, geçtiğimiz Kasım ayında, 20 karatlık bir altın madalyaya eşlik eden bir onur olan, İleri Teknoloji'de 2013 Kyoto Ödül Ödülüne layık görüldü. 50 milyon yenlik bir nakit hediye (yaklaşık 500.000 dolar) ve diploma "topluma ömür boyu süren katkıların tanınmasında". Ancak, benimle bu hafta başlarında San Diego’dan konuştuğu ve Kyoto Ödül Sempozyumu’nun bir parçası olarak ders verdiği ve ders verdiği Dennard, böyle yüce özlemlerle başlamamıştı.

Mühendis Mühendislik

1932'de Teksas, Terrell'de doğduktan ve 50'li yılların ortalarında Güney Metodist Üniversitesi'nden Elektrik Mühendisliği lisans ve yüksek lisans derecesini aldıktan sonra ve 1958'de Carnegie Teknik Enstitüsü'nden (şimdi Carnegie Mellon Üniversitesi) aynı alanda doktora derecesini aldı. IBM'in Araştırma Bölümünde bir personel mühendisi olarak IBM, girişimlerinin mütevazi olduğunu itiraf etti.

“Ben sadece temel prensipleri öğreniyordum ve geniş bir eğitim aldım, ancak çok fazla değil” dedi. “Vakum tüpleri, bize öğrettiğimiz şey buydu. Bize öğrettiğimiz şeyler tamamen değiştirildi. Diğer tarafta olma fırsatı bulduğum harika bir geçiş oldu.”

Ancak, bu teknolojinin ön saflarında yer alan insanlar için çok sayıda fırsat olduğu açıkça ortaya çıktı. “Bilgisayarların neler yapabileceğini hayal etmeye hemen başladık” dedi. “Bu yüzden bizi işe aldılar. Bilgisayarlar başladı, ancak az önce yeni vakum tüplerini aldık - ilk transistör enstrümanları tasarlandı. Bu yeni şey, tünel diyotu veya Esaki diyotu icat edilmişti. Mikrodalga fırınlarla hesaplanan çok garip olanlarla birçok farklı alternatif izledik. Ancak sonunda mikroelektronik programına girme ve bugünün baskın teknolojisi olan CMOS olan MOS teknolojisini geliştirme fırsatını yakaladım. "

DRAM'ı Hızlandırmak

İlk olarak, kısa bir özet: Normal olarak, MOSFET'ler, iletken bir kanal oluşturan ve kapı elektroduna pozitif voltaj yerleştirildiğinde transistörü açan ya transistoru açan iki farklı transistör tipinde gelirler. ), bunun tersini yapar. 1963'te Fairchild Semiconductor'dan Frank Wanlass, bu çalışmayı, transistörler değişinceye kadar hiçbir güç kullanmayan bir kapı oluşturmak için her iki transistör tipini kullanan entegre bir devre tasarımı olan CMOS'a (tamamlayıcı MOS) uyarladı.

Her ne kadar Wanlass'ın ilerlemeleri (1963'te ilk ticari MOS entegre devrelerini de geliştirdi), sonunda Dennard'ın sistem tanımını yeniden tanımlayan sistem belleğinde araçsal olduğunu kanıtlasa da, Dennard bu noktaya kadar basit bir yol izlememişti. Hesaplama işleminde veriler için geçici bir saklama alanı görevi gören RAM, 1960'lı yılların ortalarında kullanımdaydı, ancak çoğu uygulamada kullanımı zorlaştıran hantal, güçle açılmış kablolar ve mıknatıslar sistemindeydi. Dennard, Aralık 1966’da soruna karar verdiğinde, bunun değişmesi uzun sürmedi.

“Manyetikler konusunda yarı iletkenlerden daha fazla geçmişim vardı” dedi. “Teknolojinin genişletilmesi için manyetiklerin ne yapmaya çalıştığı hakkında bir konuşma duydum. Bu adamlar lamine bir teknolojiye giderek bu konuda gerçekten düşük maliyetli bir imalat yapacaklardı. basit bir şeydi, aynı şeyi yapmak için kullandığımız altı MOS cihazı ile karşılaştırıldığında, o akşam eve giderken böyle düşünmeye devam ettim.Onların bir çift teli vardı ve bizim dört, beş ya da belki altı tane vardı. Eşyaları birbirine bağlayan teller. Yapmanın daha basit bir yolu var mı? "

Dennard, "Bir MOS transistörü, temelde konseri kapasitör gibi." "Transistörün kapısı şarjı depolayabilir ve eğer kaçmasına neden olmazsanız, uzun süre orada kalabilir." Bu nedenle, Dennard, ikili verilerin bir kapasitörde pozitif veya negatif yük olarak depolanmasının mümkün olabileceğini düşündü. “Aslında o akşam iki ya da üç transistörlü bir DRAM hücresi için geliştirdim. Ama altı transistörden sadece üç transistöre kesmekten mutlu değildim. Neden daha basit bir şey elde edemiyorum? üçüncü bir transistör koymak. "

“Birkaç ay boyunca bunu gerçekten analiz ettim ve nasıl çalıştığını ve daha iyi bir yol bulmaya çalıştım. Ve bir gün, bu bellek hücresini gerçekten de temel olan ilk transistörden kapasitöre yazabileceğimi keşfettim. daha sonra bu transistörü tekrar açabilir ve geldiği orijinal veri hattına boşaltabilirdim. Daha önce mümkün değildi, ama MOS transistörleriyle çalıştı. Bu sonuçtan memnun kaldım. "