211service.com
Pasaulē mazākais tranzistors ir foršs, bet neglābs Mūra likumu
Mūra likums apstājas, saskaroties ar fiziskajām robežām, ko var izdarīt ar silīciju. Tagad jauna veida tranzistora dizains sola to saglabāt dzīvu nedaudz ilgāk, lai gan mikroshēmu nozare jau plāno veidus, kā tikt galā ar to, kad tas beidzot sasniegs spaini.
Problēma, ar kuru pašlaik saskaras mikroshēmu dizains, diemžēl ir pati fizika. Izmantojot silīciju, nav iespējams izveidot tranzistoru, kurā vārti — tranzistora daļa, kas ieslēdzas un izslēdzas, lai kontrolētu elektronu plūsmu — ir mazāka par septiņiem nanometriem. Padariet tos mazākus, un elektroni var pārvietoties starp tranzistoriem, izmantojot procesu, kas pazīstams kā kvantu tunelēšana, kas nozīmē, ka tranzistors izslēgtā stāvoklī var negaidīti ieslēgties pat tad, ja tam nevajadzētu būt.
Tas uzliek teorētisku ierobežojumu Mūra likumam — idejai, ka tranzistoru skaits, kas var ievietot mikroshēmā, dubultojas ik pēc diviem gadiem. Taču tagad pētnieki no Lorensa Bērklija Nacionālās laboratorijas, kuru vadīja iepriekšējais TR novators, kurš bija jaunāks par 35 gadu Ali Javey, ir izveidojuši pasaulē mazāko strādājošo tranzistoru.
Ali Javey, pa kreisi, un Sujay Desai ir izveidojuši pasaulē mazāko tranzistoru.
Savu sasniegumu publicēšana Zinātne , pētnieki skaidro, ka ierīce ir uzbūvēta, izmantojot oglekļa nanocaurules un molibdēna disulfīdu, radot tranzistoru, kura vārtu garums ir tikai viens nanometrs. Tas ir iespaidīgs sasniegums, un — vismaz teorētiski — tas nozīmē, ka mikroshēmā būtu iespējams izspiest daudz vairāk mazo slēdžu, nekā jebkad varētu sasniegt ar silīciju. Dažos gadījumos pašreizējās modernākās mikroshēmas izmanto tranzistorus ar 14 nanometru vārtiem, un 10 nanometru mikroshēmas ir ceļā.
Tomēr rezultāts ir tikai koncepcijas pierādījums — tālu no dzīvotspējīga produkta. Lai šos nanocauruļu tranzistorus pārvērstu par procesoru, vienā mikroshēmā būtu uzticami izveidoti miljardiem slēdžu. Tas var būt iespējams, taču tas var būt arī kropļojoši dārgi.
Patiešām, mikroshēmu nozare jau ir atzinusi, ka ir gatava tam, ka tranzistori pārtrauks sarukt. Šī gada sākumā Semiconductor Industry Association, ko veido tādi uzņēmumi kā Intel, AMD un Global Foundries, publicēja ziņojumu, kurā paziņoja, ka līdz 2021. gadam nebūs ekonomiski efektīvi samazināt silīcija tranzistoru izmērus. Tā vietā mikroshēmas var mainīties dažādos veidos.
Mēs jau redzam procesoru nozares lūzumu, pārejot no īpaši ātras vispusīgas aparatūras uz specializētākām mikroshēmām. Šim nolūkam Intel nesen iegādājās uzņēmumu Movidius, kas ražo mikroshēmas, kas paredzētas datora redzes uzdevumiem. Tikmēr Nvidia pārdod specializētas AI mikroshēmas nozarei, kas vēlas gūt labumu no mašīnmācības.
Efektīvāka mikroshēmu konstrukcija arī palīdzēs palielināt skaitļošanas ātrumu ar zemāku enerģijas patēriņu. Gan Microsoft, gan Intel strādā pie pārkonfigurējamu mikroshēmu izmantošanas, kas pazīstamas kā FPGA, lai, piemēram, efektīvāk darbinātu mākslīgā intelekta algoritmus. Un Japānas telekomunikāciju un interneta uzņēmums SoftBank nesen iegādājās britu mikroshēmu izstrādātāju ARM par tā neticami veiksmīgajām mazjaudas mikroshēmām, kas nodrošinās apstrādes jaudu augošajai lietu interneta aparatūras ražai.
Mazāk specializēti procesori, iespējams, mainīs formu, lai palielinātu apstrādes jaudu. Mikroshēmas arvien vairāk izmantos vairākus shēmas slāņus, lai, piemēram, palielinātu tranzistora blīvumu. Vai arī viņi varētu samazināties, izmantojot Berkeley Lab izrāvienu, lai sasniegtu tos pašus mērķus.
(Lasīt vairāk: Zinātne , mikroshēmu ražotāji atzīst, ka tranzistori drīz beigs sarukt, Mūra likums ir miris. Ko tagad? 32 miljardu dolāru izpirkšana no ARM ir milzīga likme uz lietu internetu, Intel iegādājas uzņēmumu, kas nodrošina mašīnām “redzes spēku”, cilvēks, kurš pārdod lāpstas mašīnmācības zelta drudža laikā, 32 miljardu dolāru ARM izpirkšana ir milzīga likme. lietu internetā)