A 7 nm-es IBM Chip megduplázza a teljesítményt, bebizonyítja Moore törvényét 2018-ig

Hirdetés

A Moore-törvény a modern élet azon csodáinak egyike, amelyeket mindannyian magától értetődőnek tekintünk, például az élelmiszerboltok és az érzéstelenítéses fogászat.

A számítógépes processzorok már 50 éve vannak megduplázza teljesítményüket Mi a Moore törvénye, és mi köze van hozzád? [MakeUseOf magyarázat]A szerencsének nincs köze Moore törvényéhez. Ha ez az egyesület volt, akkor összekeverjük Murphy törvényével. Azonban nem voltál messze, mert Moore törvénye és Murphy törvénye ... Olvass tovább dollár / négyzetcentiméter 1-2 évente. Ez az exponenciális tendencia az ENIAC 500 flopjától (lebegőpontos művelet másodpercenként) körülbelül 54 petaflopig eljuttatott minket a mai legerősebb szuperszámítógéphez, a Tianhe-2. Ez körülbelül egy tíz billió javulást jelent, jóval egy évszázad alatt. Hihetetlen, hogy bárki számolja.

Ez az eredmény annyira megbízhatóan, hosszú ideje történt, hogy hétköznapi igazsává vált a számítástechnika területén.

Magától értetődőnek tekintjük.

Ezért annyira félelmetes, hogy a közeljövőben mind megállhat. Számos alapvető fizikai határérték közelít egymáshoz, hogy megállítsák a hagyományos szilícium számítógépes chipek fejlődését. Amíg van

elméleti számítástechnika A legújabb számítógépes technológia, amelyet látnia kell, hogy elhiggyeNézze meg a legújabb számítógépes technológiákat, amelyek az elektronika és a PC-k világát átalakítják az elkövetkező néhány évben. Olvass tovább mivel ezek megoldhatják e problémák egy részét, az a tény, hogy a haladás jelenleg lassul. Lehetséges, hogy a számítógépek exponenciálisan javuló napjai befejeződnek.

De még nem igazán.

Az IBM új áttörése azt mutatja, hogy a Moore törvényének még mindig vannak lábai. A vállalat vezetése alatt álló kutatócsoport bemutatta a 7 nanométer széles tranzisztor-összetevőkkel rendelkező processzor prototípusát. Ez fele a jelenlegi 14 nanométeres technológia méretének (és megnégyszerezi a teljesítményt), ami legalább 2018-ra eljuttatja a Moore's Law pusztulását.

Szóval hogyan sikerült elérni ezt az áttörést? És mikor számíthat arra, hogy ezt a technológiát valódi eszközökön látja?

Régi atomok, új trükkök

Az új prototípus nem gyártási chip, hanem kereskedelmileg méretezhető technikákkal készült amelyek piacra kerülhetnek az elkövetkező néhány évben (pletykák szerint az IBM szeretné, hogy a chip a 2010-es piacvezető legyen) 2017-2018. A prototípus az IBM / SUNY, egy IMB kutatólaboratórium terméke, amely együttműködött a New York-i Állami Egyetemmel. Számos vállalat és kutatócsoport működött együtt a projektben, köztük a SAMSUNG és a Global Foundries, amely az IBM megközelítőleg 1,3 milliárd dollárt fizet hogy átvegye a jövedelmező chipgyártási szárnyát.

Alapvetően az IBM kutatócsoportja készítette két fő fejlesztés ez tette lehetővé: jobb anyag kidolgozása és jobb rézkarc kidolgozása. Ezek mindegyike lezárja a sűrűbb processzorok fejlődésének jelentős akadályát. Nézzük meg mindegyiket egymás után.

Jobb anyag

A kisebb tranzisztorok egyik akadálya az atomok számának csökkenése. egy 7 nm-es tranzisztor olyan komponensekkel rendelkezik, amelyek csak kb. 35 szilíciumatomot tartalmaznak. Annak érdekében, hogy az áram folyjon, az elektronoknak fizikailag áttérniük kell az egyik atom körüli pályáról a másikra. Egy tiszta szilikon ostyában, amint azt hagyományosan használják, nehéz vagy lehetetlen elegendő áramot kapni ahhoz, hogy ilyen kis számú atomon átfolyhasson.

A probléma megoldásához az IBM-nek el kellett hagynia a tiszta szilíciumot a szilícium és germánium ötvözetének használata helyett. Ennek kulcsfontosságú előnye van: növeli az úgynevezett „elektronmotilitást” - az elektronok képességét az anyagon átfolyni. A szilícium kezdi a 10 nanométeres skálán gyengén működni, ez az egyik oka annak, hogy a 10 nm-es processzorok fejlesztésére irányuló erőfeszítések elakadtak. A germánium hozzáadása ugrik ezen a gáton.

Finomabb maratás

Felmerül a kérdés is, hogyan alakíthatják valójában apró tárgyakat. Az út számítógépes processzorok Mi a CPU és mit csinál?A számítási rövidítések zavaróak. Mi egyébként a CPU? És szükségem van egy négy- vagy kétmagos processzorra? Mi lenne az AMD, vagy az Intel? Azért vagyunk itt, hogy megmagyarázza a különbséget! Olvass tovább A gyártás során rendkívül nagy teljesítményű lézereket, valamint különféle optikákat és stenceket használnak, hogy apróbb funkciókat biztosítsanak. A korlátozás itt a fény hullámhossza, amely korlátozza azt, hogy finoman hogyan tudjuk rézkarcolni a tulajdonságokat.

A forgácsgyártás hosszú ideig stabilizálódott egy argon-fluorid-lézer alkalmazásával, hullámhosszuk 193 nanométer. Láthatja, hogy ez egy kicsit nagyobb, mint a 14 nanométer jellemző, amelyet már rézkarcoltunk. Szerencsére a hullámhossz nem korlátozza a felbontást. Interferencia és egyéb trükkök felhasználásával pontosabbá válik. A chipgyártóknak azonban elfogytak az okos ötletek, és most jelentős változásra van szükség.

Az IBM ezt az ötletet egy EUV fényforrás (Extreme Ultra Violet) felhasználásával kezdte, csupán 13,5 nanométer hullámhosszon. Ennek, hasonló trükkökkel, mint azokkal, amelyeket argon-fluoriddal használtunk, ennek mindössze néhány nanométer maratási felbontást kellene adnunk, még fejlettebbek is.

Sajnos azt is megköveteli, hogy kihozzuk a legtöbb, amit tudunk a chipek gyártásáról, valamint a legtöbb fejlesztették ki a technológiai infrastruktúrát, amely az egyik oka annak, hogy a technológia olyan hosszú időbe telt, hogy bevezetjen saját.

Ez a technológia megnyitja az ajtót a Moore-törvény fejlődésének folytatására egészen a kvantumhatárig - az a pont, amikor a Az elektron helyzetének körül a kvantum bizonytalanság nagyobb, mint maga a tranzisztor, ami a processzor elemek véletlenszerű viselkedését okozza. Onnan, valóban új technológia Quantum Computers: A kriptográfia vége?A kvantumszámítás mint ötlet már egy ideje fennáll - az elméleti lehetőséget eredetileg 1982-ben vezették be. Az elmúlt néhány évben a terület közelebb került a praktikussá. Olvass tovább a számítástechnika továbbfejlesztésére lesz szükség.

A chipek gyártásának következő öt éve

Az Intel továbbra is küzd egy életképes 10nm-es processzor előállítása érdekében. Nem vitatott, hogy az IBM koalíciója be tudja ütni őket. Ha ez megtörténik, akkor azt jelzi, hogy a félvezető-ipar energiaegyensúlya végül elmozdult az Intel-től.

A Moore-törvény jövője bizonytalan. Bár a történet véget ér, zavaros lesz. A királyságok nyernek és veszítenek. Érdekes lesz látni, hogy ki tekerkedik a tetején, amikor az összes por leülepedik. És rövid távon jó, hogy tudom, hogy az emberi haladás megállíthatatlan menete legalább néhány évig nem fog kibontakozni.

Izgatott vagy a gyorsabb zsetonok iránt? Aggódik a Moore-törvény vége miatt? Tudassa velünk a megjegyzésekben!

Kép kreditek: számítógépes mikrochip a Shutterstockon keresztül, „Silicon Croda”, „Argon-ion lézer” „Intel embléma”, a Wikimedia