Čeští odborníci ale vymysleli algoritmus, který několikadenní práci zvládne za pár desítek minut. Už teď ho využívá jedna celosvětová nadnárodní firma. „V jednom notebooku jsou asi desítky nebo stovky čipů. Někdy ale i jeden může zastat práci za desítky čipů,“ vysvětluje Zdeněk Hanzálek, vedoucí oddělení optimalizace Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT. Čip je plošný spoj miniaturních, mnohdy okem neviditelných rozměrů, který propojuje součástky jako tranzistory a odpory. „Zespodu toho čipu máte zjednodušeně řečeno ‚nožičky‘, protože k němu musíte připojit spoustu rozhraní. Takže ta vlastní složitost se skrývá v těch desítkách nanometrů a v technologiích, kterými se to umí poskládat dohromady,“ doplňuje Zdeněk Hanzálek a pro lepší představu ilustruje složitost této „skládačky“ na příkladu města s domy a ulicemi. „Když se budete dívat na město z letadla, tak tam uvidíte jednotlivé ulice, domy, stadiony a nějaké výrobní závody. A když si pohled přiblížíte a podíváte se do některé budovy, tak rozlišíte jednotlivé stroje a nějaké komunikační linky, jak se tam převáží materiál a podobně,“ popisuje, jak je možné představit si čip.
Z hodin na minuty
Algoritmus vyvinutý odborníky ČVUT výrazně zjednodušuje právě navrhování čipů. Stačí zadat požadavky, pouze s ohledem na určitá omezení. „Nejprve musíme obvod navrhnout, co v něm bude,“ ukazuje názorně přímo ve speciálním programu Josef Grus. „Můžeme si vytáhnout nějaké tranzistory, které umístíme do našeho návrhového prostředí. Třeba tranzistor s rozměry 2 x 4 mikrometry – bude tam v několik kopiích, řekněme osmi, které budou tvořit nějakou logickou strukturu.“ Na monitoru se tyto prvky zobrazují jako červené a zelené tečky propojené modrými čárami. „Vytáhneme si ty modré spoje, kterými řekneme, který tranzistor je spojený s kterým, a už spustíme algoritmus a čekáme, až se součástky rozmístí,“ pokračuje vývojář a zahajuje automatický proces, který může trvat od desetin sekundy po desítky minut, podle složitosti navrhované jednotky. „I pro velmi malé obvody člověk pracuje v desítkách minut anebo i v hodinách, zatímco algoritmus je schopen najít nějaké dobré řešení pro další obvody v minutách nebo desítkách minut, což ušetří opravdu velké množství času,“ vyzdvihuje Josef Gros hlavní přednost nového algoritmu. Ten se kromě optimalizace navrhování čipů dá využít například i pro rozmísťování strojů v továrně. Jak vlastně fungují čipy? Poslechněte si rozhovor s Jiřím Jakovenkem z Katedry mikroelektroniky Fakulty elektrotechnické ČVUT v záznamu celého Magazínu Experiment.