Minimal Gate

Immaginate …

“Immaginate un tratto di mare con due isolette galleggianti” esordisce Imai. “Nel dispositivo MOS il “mare” è una fettina di silicio ricavato da un cristallo unico povero di elettroni (ossia di tipo p). In esso si scavano due buchette, che poi vengono riempite con silicio ricco di elettroni (di tipo n), appunto le isole. […] Tutto chiaro?”. Silenzio di assenso. “Bene. Le due isole si chiamano sorgente e pozzo, e la zona compresa tra esse si chiama gate, come potete vedere in questa dispositiva che mostra i contatti metallici che consentono di accedere al dispositivo dall’esterno. Se adesso applichiamo al gate una tensione positiva, superiore al valore di soglia, provochiamo la formazione di un “canale” tra sorgente e pozzo, attraverso il quale si verifica un flusso di elettroni dalla prima al secondo, come potete vedere in questo secondo lucido”. Tratto da [FAG].
Quanto discusso è il mattone con il quale si costruiscono i microprocessori e la dimensione di gate è generalmente associata alla distanza tra sorgente e pozzo, considerata una metrica rilevante per valutare le performances di spazio di un transistor.
Minimal Gate rappresenta e paragona la dimensione di gate di diverse CPU.

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Sviluppo
E’ necessario prima di tutto definire cosa si andrà a rappresentare, in altri termini fissare le funzionalità che l’installazione vuole offrire all’osservatore. In una frase O: “rappresentazione e confronto tra dimensioni di gate”.
* Minimalismo funzionale: il fedele riferimento ad O ci permette di isolare le funzionalità desiderate per escludere quelle indesiderate. Ad esempio:
** la rappresentazione della dimensione del gate sarà una funzionalità accessibile. Essa è implementata tramite la proiezione dell’altezza CB di un triangolo rettangolo dati base AB, angolo CAB e una scala di riferimento s;
** la relazione del building block L con il processore di riferimento sarà una funzionalità accessibile. Essa è implementata scrivendo il nome n della CPU in L;
** la rappresentazione della frequenza di clock sarà una funzionalità non accessibile;
** la rappresentazione della tecnologia elettronica utilizzata sarà una funzionalità non accessibile;
** la rappresentazione della dimensione dello spazio di indirizzamento sarà una funzionalità non accessibile.
* Minimalismo strutturale: come già visto, la rappresentazione della dimensione del gate richiede l’associazione con la CPU di riferimento. Quest’ultima è una funzionalità implementata con l’apposizione della scritta n su L.
Tuttavia, considerata una funzionalità secondaria, l’accessibilità è ridotta rendendola poco visibile, non distraendo l’osservatore dalla funzionalità principale: la rappresentazione della dimensione;
* Minimalismo architetturale: con il minimalismo funzionale e strutturale ci siamo concentrati sul singolo L specializzato sulla dimensione del gate di una fissata CPU.
Combinando più L raggiungiamo così la seconda funzionalità dichiarata in O: il confronto tra dimensioni.
Si noti la pulita separazione delle responsabilità tra il singolo L e la composizione C con conseguente riduzione della complessità percepita.
L’osservatore può così fruire della sola funzionalità di interesse allargando o restringendo il suo campo visivo:
soffermandosi sul singolo L se interessato alla particolare dimensione di gate, ampliando all’architettura per il confronto.
* Minimalismo compositivo: Qual’è la struttura dello spazio espositivo? Quali CPU saranno di interesse? L’installazione sarà integrata in altri percorsi? Quale il lingua parlerà l’osservatore? Sono informazioni che non abbiamo ancora a disposizione oltre che variabili. Occorre quindi pulire da dettagli che ne vincolerebbero la futura rappresentabilità. Cerchiamo allora una soluzione alle domande:
** adattabilità allo spazio espositivo: ogni L è un blocco autonomo nella collocazione dando la possibilità di coprire lo spazio in modo ottimale. Inoltre la dimensione del gate rappresentata come proiezione dell’altezza dati base e angolo di un triangolo permettono di figurare un’arbitraria dimensione in uno spazio limitato;
** integrazione in altri percorsi: la contestualizzazione tematica è possibile specializzando L in base a quale sarà il percorso-contenitore di Minimal Gate. In questo senso si può notare come L sia slegato dal suo contenuto (la particolare CPU descritta); inoltre, la pulita separazione delle responsibilità facilita l’integrazione in un percorso tematico supponiamo strutturato a tappe A -> Minimal Gate -> B: Minimal Gate sarà senza fraintendimenti separato dal suo precedente A al suo successivo B;
** Quale lingua parlerà l’osservatore?: la forma e le proprietà del triangolo sono un linguaggio universale permettendo di ampliare il target di utenza.

Panoramica
Il blocco L. permette di ricostruire la dimensione del gate (CB) utilizzando un triangolo rettangolo di data base AB e angolo CAB. Sono inoltre riportate la scala s e il nome n della CPU di riferimento. Il materiale bianco e lineare evita l’introduzione di ogni altra informazione non voluta.
Composizione C. Minimal Gate come composizione C di più L. Componendo più L si ottiene il confronto di più dimensioni osservando, ad esempio, la variazione della dimensione del gate nel tempo.

L
Building block L
minimalGate
Composizione C

[FAG] Angelo Galippi, Faggin, il padre del chip intelligente, adnkronos Libri, 2002