Учёные научились заглядывать внутрь работающего процессора
Учёные из Университета Аделаиды разработали способ наблюдать активность транзисторов внутри микросхемы прямо во время её работы. Для этого используется лабораторная установка с vector network analyzer, частотным преобразованием сигнала в терагерцовый диапазон и приёмником, который улавливает едва заметные изменения отражённой волны. Когда чип выполняет вычисления, переключения транзисторов меняют сигнал, и именно по этим микроскопическим изменениям исследователи могут понять, что происходит внутри процессора в реальном времени.
Главная ценность этого подхода в том, что он открывает новые возможности для диагностики, тестирования и анализа микросхем, причём не после отключения питания, а во время живой работы чипа. Это может оказаться очень важным для полупроводниковой индустрии, где всё сложнее становиться понять, как ведут себя современные микросхемы под реальной нагрузкой. Исследователи фактически показали новый способ заглядывать внутрь процессора без классического разрушительного анализа.
Но технология пока далека от массового внедрения. Наиболее серьёзная проблема — сложные многослойные конструкции, включая чипы с 3D-стэками и chiplet-архитектурой. В таких случаях терагерцовому сигналу трудно точно определить, из какого именно слоя приходит отражение, особенно если верхние слои непрозрачны для метода. Команда рассматривает способы повысить чувствительность системы, чтобы лучше работать с такими плотными структурами.
Есть и другая сторона этой разработки — вопрос безопасности. Если технология со временем станет точнее и компактнее, она теоретически может использоваться не только для тестирования, но и для попыток считывать активность чипа во время работы. Tom’s Hardware отдельно подчёркивает, что в будущем это может стать основой для новых атак на данные, потому что процессор в любом случае должен работать с информацией в расшифрованном виде. Пока это скорее потенциальный риск, но уже сейчас он выглядит достаточно серьёзно, чтобы о нём задумались заранее.