Назвался груздем — полезай в кузов. Раз уж компания Intel подняла на щит "Закон Мура", то следовать ей в этом приходится во всём. А начиналось всё с наблюдения Гордона Мура, сделанного в 1965 году, что каждый год число транзисторов в микросхеме удваивается. Позднее, в 1975 году, Гордон скорректировал формулировку в сторону удвоения транзисторов раз в два года.

Надо признать, что проблем с удвоением числа транзисторов в составе процессоров пока не наблюдается. Они на горизонте, да. Атомарную структуру вещества ещё никто не отменял, как и есть такая вещь, как конечная цифра скорости света (электронов). Лет через десять привычные литографические процессы исчерпают свои даже теоретические возможности. Но за эти десять лет можно таких дел наворотить, что о-го-го! Например, заставить следовать Закону Мура радиоцепи приёмников и передатчиков беспроводной связи. И ведь заставят!

На третий и заключительный день осенней сессии IDF 2012 главный технолог компании Intel, Джастин Раттнер (Justin Rattner), продемонстрировал работу практически полностью выполненного на кремнии передатчика и приёмника Wi-Fi в стандарте 802.11g. Из аналоговой части потребовались только кое-какие цепи входного каскада и антенна. Всё остальное, включая синтезатор частоты, цифровой фазовый модулятор, усилитель мощности радиосигнала, АЦП и кое-что по мелочи было выполнено с применением 32-нм техпроцесса на одном монолитном кристалле в виде исключительно цифровых цепей. Подчеркнём, аналоговые элементы были полностью исключены из работы в составе кристалла.

Преимущества подобного подхода очевидны. Поскольку элементы аналоговых цепей плохо переносят снижение масштаба техпроцесса, они не могут следовать за цифровой частью в том же стремительном темпе. Создать "радио" только с использованием цифровых элементов означает убрать этот барьер несоответствия, а значит улучшить эффективность, уменьшить площадь немаленького участка и снизить потребление. Переход от 90 нм к 32 нм дал возможность в четыре раза уменьшить площадь интегрированного радиомодуля и более чем вдвое снизить его потребление, а выпуск 14-нм кристалла позволит уменьшить площадь радиоблока в пять раз.

Опытный экземпляр процессора Intel Atom — RosePoint — полностью подтвердил на практике возможность совместить в одном передовом техпроцессе цифровой приёмопередатчик и стандартный набор из комплекта SoC Atom.

Привести к "цифровому знаменателю" удалось практически все базовые узлы радиотракта, кроме преобразователя частоты в приёмнике и усилителя с низким уровнем собственных шумов в нём же. Часть усилителя мощности передатчика также осталась аналоговой, как и остался аналоговым входной каскад.

Но зато по сравнению с современными аналогами трактов Wi-Fi подход Intel выглядит куда изящнее. Сравните слайд ниже, с верхней картинкой. В современных радиотрактах цифра используется лишь на начальном этапе обработки сигнала (в его низкочастотной части), а всё остальное — это аналоговые элементы, включая катушки индуктивности, линии задержки, операционные усилители и многое другое, что практически невозможно втиснуть в современный кристалл.

Спроси любого математика, и он скажет, что нет ничего прекраснее стройного уравнения. Компания Intel столь же изящно решила вопрос с обработкой высокочастотного сигнала. Специалисты Intel описали работу высокочастотной части с помощью математических уравнений, что свело обработку сигнала к элементарному процессу вычисления. А если что-то можно посчитать, то выполнить этот процесс в виде аппаратной платформы для двоичного кода тоже особого труда не составит. Главное то, что рабочие частоты процессоров приблизились к той границе, после которой их можно использовать в качестве опорных частот для обработки и передачи радиосигнала.

Собственно, примерно об этом говорил 10 лет назад на форуме IDF 2002 Патрик Гелсингер. Так что у компании, можно сказать, 10-летний юбилей в развитии технологии радио-на-чипе. Правда, 10 лет назад ряд интегрированных радиоэлементов представлялся в виде микроэлектромеханических узлов (MEMS). За годы изысканий компания нашла более удобное решение без усложнения литографического производства.

Как видим, компания Intel подготовила к внедрению в производство очень перспективную технологию. Начнёт она свой путь к потребителю, очевидно, с процессоров для планшетов, ультрабуков и ноутбуков. Отдельно хотелось бы поблагодарить главного технолога Intel, который в свои 60 с "хвостиком" был бодр, весел и никого не оставил равнодушным к своему выступлению.