DARPA ir vērienīgs 1,5 miljardu dolāru plāns elektronikas izgudrošanai

Ilustrācija, kurā redzams sarkansvītrains raksts zem zilas datora mikroshēmas, kas ir piepildīts ar baltām piecu punktu zvaigznēm. Tehniķa kundze

Pagājušajā gadā, Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūra (DARPA) , kas finansē virkni zilo debesu pētniecības pasākumu, kas saistīti ar ASV militāro spēku, uzsāka 1,5 miljardu dolāru piecu gadu programmu, kas pazīstama kā Electronics Resurgence Initiative (ERI), lai atbalstītu darbu pie mikroshēmu tehnoloģijas progresa. Aģentūra tikko atklāja pirmo pētnieku grupu komplektu, kas izvēlētas, lai izpētītu nepierādītas, bet potenciāli spēcīgas pieejas, kas varētu mainīt ASV mikroshēmu izstrādi un ražošanu.

Aparatūras jauninājumi pēdējos gados ir atcēlušies uz programmatūras attīstību, un tas traucē ASV militārpersonām vairāku iemeslu dēļ.

Laikmeta beigas

Saraksta augšgalā ir Mūra likums, kas nosaka, ka mikroshēmā uzstādīto tranzistoru skaits divkāršojas ik pēc diviem gadiem, sasniedz savas robežas (sk. Mūra likums ir miris. Ko darīt? ). Tas varētu kavēt turpmākos sasniegumus elektronikā, uz kuru paļaujas militārpersonas, ja vien jaunas arhitektūras un konstrukcijas neļaus turpināt progresu mikroshēmu veiktspējā.

Pastāv arī bažas par pieaugošajām integrālo shēmu projektēšanas izmaksām un par pieaugošajiem ārvalstu ieguldījumiem pusvadītāju projektēšanā un ražošanā (skatiet Ķīna vēlas izgatavot mikroshēmas, kas pievienos mākslīgo intelektu jebkuram sīkrīkam).

ERI budžets ir aptuveni četras reizes lielāks par DARPA tipiskajiem gada izdevumiem aparatūrai. Sākotnējie projekti atspoguļo iniciatīvas trīs plašās fokusa jomas: mikroshēmu dizains, arhitektūra un materiāli un integrācija.

Viena projekta mērķis ir radikāli samazināt laiku, kas nepieciešams jauna mikroshēmas dizaina izveidei, no gadiem vai mēnešiem līdz tikai dienai, automatizējot procesu ar mašīnmācīšanos un citiem rīkiem, lai pat salīdzinoši nepieredzējuši lietotāji varētu izveidot augstas kvalitātes dizainu.

Neviens vēl nezina, kā 24 stundu laikā droši pabeigt jaunu mikroshēmu dizainu bez cilvēka iejaukšanās, saka Endrjū Kāns no Kalifornijas Universitātes Sandjego, kurš vada vienu no iesaistītajām komandām. Šī ir principiāli jauna pieeja, ko mēs izstrādājam.

Mēs cenšamies izstrādāt amatniecības alus darīšanas revolūciju elektronikā, saka Viljams Čepels, DARPA biroja vadītājs, kas pārvalda ERI programmu. Aģentūra cer, ka automatizētie dizaina rīki iedvesmos mazākus uzņēmumus bez milzu mikroshēmu ražotāju resursiem, tāpat kā specializētās alus darītavas ASV ir ieviesušas jauninājumus līdzās alus nozares gigantiem.

Jauni skaidu materiāli un gudrs dizains

Tomēr, ja mēs virzīsimies tālāk par Mūra likumu, pastāv iespēja, ka būs nepieciešami radikāli jauni materiāli un jauni veidi, kā integrēt skaitļošanas jaudu un atmiņu. Datu pārslēgšana starp atmiņas komponentiem, kas tos glabā, un procesoriem, kas uz tiem darbojas, patērē enerģiju un rada vienu no lielākajiem šķēršļiem apstrādes jaudas palielināšanai.

Citā ERI projektā tiks pētīti veidi, kā jaunas shēmas integrācijas shēmas var novērst vai vismaz ievērojami samazināt nepieciešamību pārvietot datus. Galīgais mērķis ir efektīvi iegult skaitļošanas jaudu atmiņā, kas var izraisīt dramatisku veiktspējas pieaugumu.

Mikroshēmu arhitektūras jomā DARPA vēlas izveidot aparatūru un programmatūru, ko var pārkonfigurēt reāllaikā, lai veiktu vispārīgākus vai specializētus uzdevumus, piemēram, specifiskas mākslīgā intelekta lietojumprogrammas. Mūsdienās ir vajadzīgas vairākas mikroshēmas, kas palielina sarežģītību un izmaksas.

Daži no DARPA centieniem pārklājas ar jomām, kurās rūpniecībā jau tiek plaši strādāts. Piemērs ir projekts, kas jāizstrādā Trīsdimensiju sistēma mikroshēmā , kura mērķis ir paplašināt Mūra likumu, izmantojot jaunus materiālus, piemēram, oglekļa nanocaurules, un viedākus elektronisko shēmu sakraušanas un sadalīšanas veidus. Čepels atzīst pārklāšanos, taču viņš saka, ka pašas aģentūras darbs, iespējams, ir lielākais darbs, lai [pieeja] kļūtu reāla.

Ne tuvu nav pietiekami

Daži uzskata, ka DARPA un citām ASV valdības iestādēm, kas atbalsta elektronikas pētniecību, piemēram, Enerģētikas departamentam, būtu jātērē vēl vairāk, lai veicinātu inovācijas.

Ērika Fuksa, Kārnegija Melona universitātes profesore, kas ir ar jaunām tehnoloģijām saistītās valsts politikas eksperte, saka, ka, tā kā mikroshēmu izstrāde ir vērsta uz konkrētākiem lietojumiem, lielie uzņēmumi ir zaudējuši apetīti tērēt naudu kopīgiem pētījumiem, tāpat kā Mūra likums. klibo.

Fukss slavē ERI, taču uzskata, ka ASV valdības vispārējā pieeja elektronikas inovāciju atbalstam ir par lielumu mazāka par to, kas nepieciešams, lai risinātu problēmas, ar kurām mēs saskaramies. Cerēsim, ka vietējā mikroshēmu dizaina kustība, ko DARPA cenšas veicināt, kaut kādā veidā samazinās šo plaisu.

paslēpties