Intel: mikroshēmām būs jāupurē ātruma pieaugums, lai taupītu enerģiju

Pārvietojies, silīcijs.

Intel, pasaulē lielākais mikroshēmu ražotājs, gatavojas pieņemt alternatīvas tehnoloģijai, kas ir uzturējusi skaitļošanu vairāk nekā 50 gadus. Viljams Holts, kurš vada uzņēmuma tehnoloģiju un ražošanas grupu, šonedēļ sacīja, ka, lai mikroshēmas turpinātu uzlaboties, Intel drīzumā būs jāsāk izmantot principiāli jaunas tehnoloģijas.

Holts sacīja, ka Intel vēl nezina, kuru jauno mikroshēmu tehnoloģiju tā pieņems, lai gan tai būs jāstājas ekspluatācijā pēc četriem vai pieciem gadiem. Viņš norādīja uz diviem iespējamiem kandidātiem: ierīces, kas pazīstamas kā tunelēšanas tranzistori, un tehnoloģiju, ko sauc par spintroniku. Abiem būtu vajadzīgas lielas izmaiņas mikroshēmu projektēšanā un ražošanā, un tās, iespējams, tiktu izmantotas kopā ar silīcija tranzistoriem.

Tomēr Holta pieminētās jaunās tehnoloģijas nesniegs ātruma priekšrocības salīdzinājumā ar silīcija tranzistoriem, kas liecina, ka mikroshēmas var pārstāt kļūt ātrākas tādā tempā, pie kā ir pieradusi tehnoloģiju nozare. Tomēr jaunās tehnoloģijas uzlabotu mikroshēmu energoefektivitāti, kas ir svarīga daudziem mūsdienu skaitļošanas veidiem, piemēram, mākoņdatošana, mobilās ierīces un robotika.

Mēs redzēsim lielas pārejas, sacīja Holts, uzstājoties Starptautiskajā cietvielu ķēžu konferencē Sanfrancisko. Jaunā tehnoloģija būs principiāli atšķirīga.

Intel procesors.

Mikroshēmu nozari gadu desmitiem pārvalda Mūra likums, ko formulējis Intel līdzdibinātājs Gordons Mūrs 1965. gadā, kas ir kļuvis par saīsinājumu nepārtrauktam, straujam datoru iespēju progresam. Mūrs ierosināja uzņēmumiem ik pēc diviem gadiem dubultot tranzistoru skaitu noteiktā mikroshēmas zonā, lai turpinātu ražot labākas veiktspējas mikroshēmas bez nekontrolējamām izmaksām. Intel un citi ir ražojuši procesorus ar arvien lielāku skaitu mazāku un lētāku silīcija tranzistoru, lai saglabātu šo prognozi. Tajā pašā laikā tranzistori ir kļuvuši daudz energoefektīvāki. Šīs tendences kopā ir ļāvušas izstrādāt superdatorus un klēpjdatorus, viedtālruņus un pašbraucošas automašīnas.

Holts sacīja, ka tie turpinās darboties vēl divas paaudzes, tikai četrus vai piecus gadus, līdz tam laikam silīcija tranzistori būs tikai septiņi nanometri lieli.

Viena no divām Holta pieminētajām tehnoloģijām, kas varētu aizpildīt šo plaisu, tunelēšanas tranzistori , šķiet tālu no komercializācijas, lai gan DARPA un nozares konsorcijs Semiconductor Research Corporation finansē šo ierīču izpēti. Tie izmanto elektronu kvantu mehāniskās īpašības, kas kaitē parasto tranzistoru veiktspējai un ir kļuvušas problemātiskākas, jo tranzistori ir kļuvuši mazāki.

Intel procesora shēmas.

Spintronic ierīces ir tuvāk komerciālai ražošanai, un tās var pat nonākt tirgū nākamgad. Tie attēlo digitālos bitus, pārslēdzoties starp diviem dažādiem stāvokļiem, kas kodēti daļiņu kvantu mehāniskajā īpašībā, piemēram, elektronos, kas pazīstami kā spin. Kangs Vans , elektroinženieris Kalifornijas Universitātē Losandželosā, kurš strādā pie spintronikas, saka, ka Holta komentāri atbilst viņa cerībām, ka spintronika tuvākā gada laikā parādīsies dažās mazjaudas atmiņas mikroshēmās, iespējams, jaudīgā grafikā. kartes.

Piemēram, Toshiba paziņoja pagājušajā gadā tas bija izstrādājis eksperimentālu spintroniskās atmiņas masīvu, kas patērēja par 80 procentiem mazāk enerģijas nekā SRAM, ātrgaitas atmiņas veids.

Tomēr tunelēšanas tranzistoriem un spintronikai ir arī negatīvās puses, ne tikai tas, ka tiem būtu nepieciešama Intel ražošanas procesu vairumtirdzniecības pārplānošana. Sarūkošie silīcija tranzistori, lai saglabātu Mūra likumu, ir padarījuši secīgās mikroshēmu paaudzes gan jaudīgākas, gan mazāk enerģijas izsalkušas. Bet abas jaunās tehnoloģijas nevar strādāt ar datiem tik ātri kā silīcija tranzistori. Labākie tīrās tehnoloģijas uzlabojumi, ko mēs varam veikt, uzlabos enerģijas patēriņu, bet samazinās ātrumu, sacīja Holts.

Tas liek domāt, ka Mūra likumam, kādu mēs to zinām, var pienākt beigas. Bet Holts apgalvoja, ka nepārtraukta energoefektivitātes palielināšana, nevis neapstrādāta skaitļošanas jauda, ​​ir vissvarīgākā lieta, kas mūsdienās tiek prasīta no datoriem.

Īpaši skatoties uz lietu internetu, uzmanība tiks pievērsta no ātruma uzlabojumiem uz dramatisku jaudas samazinājumu, sacīja Holts. Jauda ir problēma visā skaitļošanas spektrā. Google, Amazon, Facebook un citu uzņēmumu pārvaldīto datu centru oglekļa pēdas nospiedums pieaug satraucošā ātrumā. Un mikroshēmām, kas nepieciešamas, lai savienotu internetu ar daudziem citiem mājsaimniecības, komerciāliem un rūpnieciskiem objektiem no tosteriem līdz automašīnām, būs jāpatērē pēc iespējas mazāk enerģijas, lai tie būtu dzīvotspējīgi.

paslēpties