7nm IBM Chip Doubles Performance, dovedeste Legea lui Moore prin 2018

Legea lui Moore este unul dintre acele minuni ale vieții moderne, pe care le luăm cu toții, ca și cum ar fi magazinele alimentare și stomatologia cu anestezie.

De 50 de ani, procesoarele de calculator și-au dublat performanțele. Ce este Legea lui Moore și ce are de a face cu tine? [Explicarea MakeUseOf] Ce este Legea lui Moore și ce are de a face cu tine? [Explicarea MakeUseOf] Ghinionul nu are nimic de-a face cu Legea lui Moore. Dacă aceasta este asocierea pe care o aveai, o confundați cu Legea lui Murphy. Cu toate acestea, nu ați fost departe pentru că Legea lui Moore și Legea lui Murphy ... Citește mai mult pe dolar pe centimetru pătrat la fiecare 1-2 ani. Această tendință exponențială ne-a dus din 500 flop-uri ale ENIAC (operațiuni în virgulă mobilă pe secundă) la aproximativ 54 de petaflopi pentru cel mai puternic supercomputer de astăzi, Tianhe-2. E vorba de o îmbunătățire de zece bilioane ori, cu mult sub un secol. Asta e incredibil prin socoteala cuiva.

Această realizare sa întâmplat atât de fiabil, atât de mult încât a devenit un adevăr comun despre calcul.

Considerăm că este de acord.

De aceea este atât de înfricoșător încât totul se poate opri în viitorul apropiat. Un număr de limite fizice fundamentale se converg pentru a pune capăt progresiei chips-urilor tradiționale de siliciu pe computer. În timp ce există tehnologie de calcul teoretic Tehnologia de ultimă oră pe care trebuie să o vedeți pentru a crede cea mai recentă tehnologie de calculator pe care trebuie să o vedeți pentru a crede Verificați unele dintre cele mai recente tehnologii informatice care sunt stabilite pentru a transforma lumea electronicii și PC-urilor în următorii câțiva ani . Citiți mai multe care ar putea rezolva unele dintre aceste probleme, rămâne faptul că progresul este în prezent încetinit. Zilele de îmbunătățire a exponențială a calculatoarelor ar putea să se apropie.

Dar nu încă.

Un nou progres din partea IBM arată că legea lui Moore are încă picioare. Un grup de cercetare condus de companie a arătat un prototip pentru un procesor cu componente tranzistor de doar 7 nanometri lățime. Aceasta este jumătate din dimensiunea (și cvadruplată performanța) tehnologiei actuale de 14 nanometri, împingând moartea Legii lui Moore la cel puțin 2018.

Deci, cum a fost realizată această descoperire? Și când vă puteți aștepta să vedeți această tehnologie în dispozitive reale?

Atomi vechi, trucuri noi

Noul prototip nu este un cip de producție, dar a fost produs cu tehnici scalabile din punct de vedere comercial, care ar putea intra pe piață în următorii câțiva ani (zvonurile spun că IBM ar dori ca acest chip să devină premier în 2017-2018. produs de IBM / SUNY, un laborator de cercetare IMB care a colaborat cu Universitatea de Stat din New York. Un număr de companii și grupuri de cercetare au colaborat la proiect, inclusiv SAMSUNG și Global Foundries, o companie pe care IBM plătește aproximativ 1,3 miliarde de dolari peste aripile sale neprofitabile de fabricare a cipurilor.

Practic, grupul de cercetare al IBM a făcut două îmbunătățiri majore care au facut acest lucru posibil: dezvoltarea unui material mai bun si dezvoltarea unui proces mai bun de gravare. Fiecare dintre acestea a depășit o barieră majoră în dezvoltarea procesoarelor mai dense. Să ne uităm la fiecare dintre acestea la rândul lor.

Material mai bun

Una dintre barierele tranzistorilor mai mici este pur și simplu numărul mic de atomi. un tranzistor de 7nm are componente care nu depășesc decât 35 atomi de siliciu. Pentru ca curentul să curgă, electronii trebuie să sară din punct de vedere fizic de la orbitalul unui atom la altul. Într-o plachetă pură de siliciu, așa cum a fost folosită în mod tradițional, este greu sau imposibil să se obțină curent suficient pentru a curge printr-un număr atât de mic de atomi.

Pentru a rezolva această problemă, IBM a trebuit să abandoneze siliciul pur în favoarea folosirii unui aliaj de siliciu și germaniu. Acest lucru are un avantaj cheie: crește așa-numitul “motilitatea electronului” - capacitatea electronilor de a curge prin material. Siliconul începe să funcționeze prost la scara de 10 nanometri, ceea ce este unul dintre motivele pentru care eforturile de a dezvolta procesoare de 10 nm au fost blocate. Adăugarea de germanium leapfrogs această barieră.

Sculptura mai fină

Există, de asemenea, întrebarea cu privire la modul în care de fapt modelați obiecte atât de mici. Modul în care procesoarele de calculator Ce este un procesor și ce face? Ce este un procesor și ce face? Componentele de acronime sunt confuze. Ce este un procesor oricum? Și am nevoie de un procesor quad sau dual-core? Ce zici de AMD sau Intel? Suntem aici pentru a explica diferența! Citește mai multe sunt produse folosind lasere extrem de puternice, și diferite optice și șabloane pentru a sculpta caracteristici minuscule. Limitarea aici este lungimea de undă a luminii, ceea ce impune o limită pentru cât de fin putem etchiza caracteristicile.

Pentru o lungă perioadă de timp, fabricarea cipurilor sa stabilizat în jurul utilizării unui laser cu fluorură de argon, cu o lungime de undă de 193 nanometri. S-ar putea să observați că acest lucru este destul de mult mai mare decât caracteristicile de 14 nanometri pe care le-am gravat. Din fericire, lungimea undei nu este o limită grea pentru rezoluție. Este posibil să utilizați interferențe și alte trucuri pentru a obține mai multă precizie. Cu toate acestea, producătorii de cipuri au rămas fără idei inteligente, iar acum este necesară o schimbare majoră.

IBM a preluat ideea că a folosit o sursă de lumină EUV (Extreme Ultra Violet), cu o lungime de undă de doar 13,5 nanometri. Acest lucru, folosind trucuri similare cu cele pe care le-am folosit cu fluorură de argon, ar trebui să ne dea o rezoluție de gravură de doar câțiva nanometri cu mai multă dezvoltare.

Din nefericire, aceasta necesită, de asemenea, aruncarea majorității a ceea ce știm despre fabricarea de cipuri, precum și cea mai mare parte a infrastructurii tehnologice dezvoltate pentru aceasta, unul dintre motivele pentru care tehnologia a durat atât de mult până în prezent.

Această tehnologie deschide ușa pentru continuarea dezvoltării Legii lui Moore până la limita cuantică - punctul în care incertitudinea cuantică în jurul poziției unui electron este mai mare decât tranzistorul însuși, determinând elementele procesorului să se comporte aleator. De acolo, cu adevărat noua tehnologie Quantum Computers: The End of Cryptography? Computerele cuantice: sfârșitul criptografiei? Calculul quantum ca o idee a fost în jur de ceva timp - posibilitatea teoretică a fost inițial introdusă în 1982. În ultimii câțiva ani, domeniul se apropia de practic. Citește mai mult va fi necesar pentru a împinge computerele în continuare.

Următorii cinci ani de fabricare a chipurilor

Intel încă se luptă să producă un procesor viabil de 10nm. Nu este o chestiune în care coaliția IBM ar putea să-i bată la pumn. Dacă se întâmplă acest lucru, va indica faptul că balanța de putere din industria semiconductorilor sa schimbat în cele din urmă de la Intel.

Viitorul Legii lui Moore este incert. Cu toate acestea povestea se termină, va fi tumultuoasă. Regatele vor fi câștigate și pierdute. Va fi interesant să vedem cine se învârte în sus când se depune toată praful. Și, pe termen scurt, este drăguț să știi că marșul de neoprit al progresului uman nu va fi peterios pentru cel puțin încă câțiva ani.

Ești încântat de cipurile mai rapide? Îngrijorat de sfârșitul legii lui Moore? Spuneți-ne în comentariile!

Creditele de imagine: microcip prin intermediul Shutterstock, “Silicon Croda”, “Argon-Ion Laser,” “Logotype Intel,” de către Wikimedia

Explorați mai multe despre: Procesor de calculator.