7nm IBM Chip Doubles Performance, skozi leto 2018 dokazuje Mooreov zakon

Oglas

Moorov zakon je eden tistih čudežev sodobnega življenja, ki ga vsi jemljemo za samoumevno, kot so trgovina z živili in zobozdravstvo z anestezijo.

Računalniški procesorji so že 50 let podvojitev njihovega učinka Kaj je Mooreov zakon in kaj ima s teboj? [MakeUseOf pojasnjuje]Slaba sreča nima nobene zveze z Mooreovim zakonom. Če je to združenje, ki ste ga imeli, ga zamenjate z Murphyjevim zakonom. Vendar niste bili daleč, ker Mooreov zakon in Murphyjev zakon ... Preberi več na dolar na kvadratni centimeter vsakih 1-2 let. Ta eksponentni trend nas je od 500 flopov ENIAC-a (operacije s plavajočo točko na sekundo) povzročil na približno 54 petaflopov za najzmogljivejši superračunalnik danes, Tianhe-2. To je približno deset milijard krat, v slabih stoletjih. Vsakdo se skrega na to neverjetno.

Ta dosežek se dogaja tako zanesljivo, tako dolgo, da je postal resnična resnica o računalništvu.

To jemljemo kot samoumevno.

Zato je tako strašljivo, da bi se lahko vse ustavilo v bližnji prihodnosti. Številne temeljne fizične omejitve se zbližujejo, da bi ustavili napredovanje tradicionalnih silikonskih računalniških čipov. Medtem ko obstaja

teoretična računalniška tehnologija Najnovejša računalniška tehnologija, ki jo morate videti, da bi verjeliOglejte si nekaj najnovejših računalniških tehnologij, ki bodo v naslednjih nekaj letih preoblikovale svet elektronike in osebnih računalnikov. Preberi več ki bi lahko rešil nekatere od teh težav, ostaja dejstvo, da se napredek trenutno upočasnjuje. Dnevi eksponentno izboljšanih računalnikov bi se lahko zaključili.

Ampak še ne čisto.

Novo preboj IBM-a kaže, da Mooreov zakon še vedno ima noge. Raziskovalna skupina, ki jo je vodila družba, je pokazala prototip za procesor s tranzistorskimi komponentami, širok samo 7 nanometrov. To je za polovico večja (in podvojena zmogljivost) trenutne tehnologije 14 nanometrov, kar pomeni, da se Mooreov zakon odpravi vsaj do leta 2018.

Kako je bil dosežen ta preboj? In kdaj lahko pričakujete, da boste to tehnologijo videli v pravih napravah?

Stari atomi, novi triki

Novi prototip ni proizvodni čip, ampak je bil izdelan s komercialno razširljivimi tehnikami To bi lahko prišlo na trg v naslednjih nekaj letih (govorice so, da bi IBM želel, da se čip premierno predstavi 2017-2018. Prototip je izdelek IBM / SUNY, raziskovalnega laboratorija IMB, ki je sodeloval z Državno univerzo v New Yorku. Pri projektu so sodelovala številna podjetja in raziskovalne skupine, vključno s podjetjem SAMSUNG in Global Foundries, podjetjem IBM plača približno 1,3 milijarde dolarjev prevzeti njegovo nedonosno krilo za izdelavo čipov.

V bistvu je IBM-ova raziskovalna skupina dve ključni izboljšavi ki je to omogočil: razvoj boljšega materiala in razvoj boljšega procesa jedkanja. Vsaka od teh premaga veliko oviro za razvoj gostejših procesorjev. Poglejmo vsako od teh po vrsti.

Boljši material

Ena od ovir za manjše tranzistorje je preprosto krčenje števila atomov. 7nm tranzistor ima sestavne dele s samo približno 35 atomi silicija. Da bi tok tekel, morajo elektroni fizično skakati iz orbitala enega atoma v drugega. V čisti silicijevi rezini, kot se že tradicionalno uporablja, je težko ali nemogoče dobiti dovolj toka, da teče skozi tako majhno število atomov.

Za rešitev te težave je moral IBM opustiti čist silicij v prid uporabi zlitine silicija in germanija. To ima ključno prednost: povečuje tako imenovano "gibljivost elektronov" - sposobnost elektronov, da tečejo skozi material. Silicij začne slabo delovati na 10 nanometrski lestvici, kar je eden od razlogov, da so prizadevanja za razvoj 10 nm procesorjev zastala. To oviro dodaja germanij preskok.

Lepše jedkanice

Postavlja se tudi vprašanje, kako dejansko oblikuješ tako majhne predmete. Pot računalniški procesorji Kaj je CPU in kaj počne?Računalniške kratice so zmede. Kaj sploh je CPU? In ali potrebujem štiri- ali dvojedrni procesor? Kaj pa AMD ali Intel? Tu smo, da vam pomagamo razložiti razliko! Preberi več so izdelani z uporabo izredno močnih laserjev, z različnimi optiki in šablonami, da bi izklesali drobne lastnosti. Omejitev je valovna dolžina svetlobe, ki nam nalaga omejitev, kako natančno lahko jedkamo funkcije.

Izdelava čipov se že dolgo stabilizira z uporabo argon fluoridnega laserja z dolžino valov 193 nanometrov. Morda boste opazili, da je ta precej večji od 14 nanometrskih funkcij, ki smo jih jedkali. Na srečo dolžina valov ni težka meja ločljivosti. Za bolj natančnost lahko uporabite interferenco in druge trike. Vendar proizvajalcem čipov zmanjkuje pametnih idej in zdaj so potrebne velike spremembe.

IBM je prevzel to idejo, da bi uporabil svetlobni vir EUV (Extreme Ultra Violet) z valovno dolžino le 13,5 nanometrov. Z uporabo podobnih trikov kot pri argon-fluoridu naj bi dobili jedko ločljivost le nekaj nanometrov z večjim razvojem.

Na žalost zahteva tudi vrganje večine tistega, kar vemo o izdelavi čipov, pa tudi večino tehnološka infrastruktura, ki je bila zanjo razvita, je eden od razlogov, da je tehnologija trajala toliko časa, da je prišla na vrsto lastno.

Ta tehnologija odpira vrata za nadaljnji razvoj Mooreovega zakona vse do kvantne meje - točke, na kateri kvantna negotovost okoli položaja elektrona je večja od samega tranzistorja, zaradi česar se procesorski elementi obnašajo naključno. Od tam, res nova tehnologija Kvantni računalniki: konec kriptografije?Kvantno računalništvo kot ideja obstaja že nekaj časa - teoretična možnost je bila prvotno uvedena leta 1982. V zadnjih nekaj letih se je področje približalo praktičnosti. Preberi več bo treba nadaljevati z računalništvom.

Naslednjih pet let izdelave čipov

Intel se še vedno bori za proizvodnjo zmogljivega 10nm procesorja. Ne izhaja, da bi jih lahko IBM-ova koalicija premagala na udarce. Če se to zgodi, bo to kazalo, da se je razmerje moči v industriji polprevodnikov končno oddaljilo od Intela.

Prihodnost Mooreovega zakona je negotova. A vendar se zgodba konča, bo burna. Kraljevine bodo osvojene in izgubljene. Zanimivo bo videti, kdo se vije na vrhu, ko se ves prah usedel. Kratkoročno je lepo vedeti, da neustavljivi pohod človeškega napredka ne bo potekal vsaj še nekaj let.

Ste navdušeni nad hitrejšimi žetoni? Vas skrbi konec Mooreovega zakona? Sporočite nam v komentarjih!

Slikovni krediti: računalniški mikročip prek Shutterstocka, „Silicijska Croda“, "Argon-ionski laser," "Logotip Intel", Wikimedia