7nm IBM Chip kahekordistab jõudlust, tõestab Moore'i seadust läbi 2018. aasta

Reklaam

Moore'i seadus on üks neist kaasaegse elu imedest, mida me kõik peame enesestmõistetavaks, näiteks toidupoed ja narkoosiga hambaravi.

Nüüd on arvutiprotsessoreid olnud juba 50 aastat kahekordistades nende esinemist Mis on Moore'i seadus ja mis sellel on teiega pistmist? [MakeUseOf selgitab]Halval õnnel pole Moore'i seadusega mingit pistmist. Kui see on ühendus, mis teil oli, ajate selle segamini Murphy seadusega. Kuid te ei olnud kaugel, sest Moore'i seadus ja Murphy seadus ... Loe rohkem dollari kohta ruutsentimeetri kohta iga 1-2 aasta tagant. See eksponentsiaalne suundumus viis meid ENIAC 500 klapist (ujukomatehingud sekundis) umbes 54 petaflopi tänapäeva võimsaima superarvuti, Tianhe-2. See on tublisti vähem kui sajandi jooksul kümme triljonit korda suurem paranemine. See on uskumatu, kui keegi arvab.

See saavutus on toimunud nii usaldusväärselt, nii kaua, et sellest on saanud igapäevane tõde arvutustehnika alal.

Peame seda iseenesestmõistetavaks.

Seetõttu on see nii hirmutav, et see võib kõik lähitulevikus peatuda. Traditsiooniliste silikoonist arvutikiipide progresseerumise peatamiseks lähenevad mitmed põhilised füüsikalised piirid. Kuigi on olemas

teoreetiline arvutustehnika Viimane arvutitehnoloogia, mida peate uskumaVaadake mõnda uusimat arvutitehnoloogiat, mis on lähiaastatel muudetud elektroonika ja personaalarvutite maailma muutmiseks. Loe rohkem mis võiks mõne neist probleemidest lahendada, on fakt, et praegu areng aeglustub. Plahvatuslikult täiustatud arvutite päevad võivad lõppeda.

Kuid mitte veel.

IBMi uus läbimurre näitab, et Moore'i seadusel on endiselt jalad. Ettevõtte juhitud uurimisrühm on näidanud vaid 7 nanomeetri laiuste protsessorite prototüüpi. See on praeguse 14 nanomeetri tehnoloogia poole väiksem (ja neljakordistab jõudlust), lükates Moore’i seaduse kadumise vähemalt 2018. aastasse.

Kuidas see läbimurre saavutati? Ja millal võite oodata, et näete seda tehnoloogiat päris seadmetes?

Vanad aatomid, uued nipid

Uus prototüüp ei ole tootmiskiip, kuid see on toodetud kaubanduslikult skaleeritava tehnika abil, mis võiks lähiaastatel turule minna (on kuulujutt, et IBM soovib, et kiip esitleks 2010 2017-2018. Prototüüp on IBM / SUNY, IMB teaduslabori toode, mis tegi koostööd New Yorgi Riikliku Ülikooliga. Projekti raames tegid koostööd mitmed ettevõtted ja uurimisrühmad, sealhulgas IBM ja IBM ning Global Foundries, ettevõte makstes umbes 1,3 miljardit dollarit selle kahjumliku kiibi tootmise tiib üle võtta.

Põhimõtteliselt tegi IBMi uurimisrühm kaks peamist parandust mis tegi selle võimalikuks: parema materjali väljatöötamine ja parema söövitusprotsessi väljatöötamine. Need kõik ületavad tihedamate töötlejate arengu peamise tõkke. Vaatame neid kõiki kordamööda.

Parem materjal

Üks takistusi väiksemate transistoride jaoks on lihtsalt aatomite arvu kahanemine. 7 nm transistoril on komponente, mille ristlõige on ainult umbes 35 räni aatomit. Voolu voolamiseks peavad elektronid füüsiliselt hüppama ühe aatomi orbitaalist teise. Nagu tavaliselt on kasutatud puhtas ränivahvlis, on raske või võimatu saada piisavalt väikest voolu, et voolata läbi nii väike arv aatomeid.

Selle probleemi lahendamiseks pidi IBM loobuma puhtast räni räni ja germaaniumisulami kasutamise asemel. Sellel on peamine eelis: see suurendab niinimetatud elektronide liikuvust - elektronide võimet läbi materjali voolata. Räni hakkab 10 nanomeetri skaalal halvasti funktsioneerima, mis on üks põhjusi, miks pingutused 10 nm protsessorite väljatöötamiseks on takerdunud. Selle takistuse lisamiseks on ka germaaniumhüpe.

Peenem söövitus

Samuti on küsimus, kuidas sa tegelikult pisikesi esemeid kujundad. Tee arvutiprotsessorid Mis on CPU ja mida see teeb?Akronüümide arvutamine on segane. Mis on CPU ikkagi? Ja kas ma vajan nelja- või kahetuumalist protsessorit? Kuidas oleks AMD või Inteliga? Me oleme siin, et aidata erinevust selgitada! Loe rohkem toodetakse eriti võimsate laserite ning mitmesuguste optika ja šabloonidega, et pisikesi funktsioone esile tuua. Piirang on siin valguse lainepikkus, mis seab piirangu sellele, kui peenelt võime funktsioone söövitada.

Pikka aega on kiibide tootmine argoonfluoriidlaseri abil stabiliseerunud, lainepikkus on 193 nanomeetrit. Võite märgata, et see on natuke suurem kui 14 nanomeetri funktsioonid, millega oleme söövitud. Õnneks pole laine pikkus eraldusvõime raskeks piiriks. Suurema täpsuse saavutamiseks on võimalik kasutada häireid ja muid trikke. Kiibitootjatel on nutikad ideed otsa saanud ja nüüd on vaja suuri muudatusi.

IBM on selle idee heaks võtnud EUV valgusallika (Extreme Ultra Violet), mille lainepikkus on vaid 13,5 nanomeetrit. See, kasutades sarnaseid trikke, mida kasutati argoonfluoriidiga, peaks andma meile söövitusresolutsiooni vaid paar nanomeetrit, millel on suurem areng.

Kahjuks nõuab see ka suurema osa teabe, mis me kiibi valmistamise kohta teame, ära viskamist selle jaoks välja töötatud tehnoloogiline infrastruktuur, mis oli üks põhjusi, miks tehnoloogia kasutuselevõtt võttis nii kaua aega oma.

See tehnoloogia avab ukse Moore'i seaduse väljatöötamise jätkamiseks kuni kvantpiirini - punktini, mil kvantmääramatus elektroni positsiooni ümber on suurem kui transistoril endal, põhjustades protsessori elementide käitumise juhuslikult. Sealt, tõeliselt uus tehnoloogia Kvantarvutid: krüptograafia lõpp?Kvantarvutamine kui idee on olnud juba mõnda aega olemas - teoreetiline võimalus tutvustati algselt 1982. aastal. Viimase paari aasta jooksul on valdkond lähenenud praktilisusele. Loe rohkem peavad andmetöötlust veelgi suurendama.

Järgmised viis aastat kiibi valmistamine

Intel on endiselt hädas elujõulise 10nm protsessori tootmisega. Pole välistatud, et IBM-i koalitsioon võiks neid löögi alla lüüa. Kui see juhtub, näitab see, et pooljuhtide tööstuse võimsuse tasakaal on lõpuks Inteli küljest ära nihkunud.

Moore'i seaduse tulevik on ebakindel. Kuid lugu lõpeb, kuid see on tülgastav. Kuningriigid võidetakse ja kaotatakse. Kui kogu tolm on arvel, on huvitav näha, kes üles puhub. Ja lühikese aja jooksul on tore teada, et inimarengu peatamatu marss ei leia seda veel vähemalt paar aastat.

Kas olete põnevil žetoonide pärast? Kas olete mures Moore'i seaduse lõppemise pärast? Andke meile kommentaarides teada!

Pildikrediidid: arvuti mikrokiip Shutterstocki kaudu, “Silicon Croda”, “Argoon-ioonlaser”, Wikimedia'i logotüüp Intel,