Kinerja 7nm IBM Chip Ganda, Membuktikan Hukum Moore Melalui 2018

Iklan

Hukum Moore adalah salah satu keajaiban kehidupan modern yang kita anggap remeh, seperti toko kelontong dan kedokteran gigi dengan anestesi.

Selama 50 tahun sekarang, prosesor komputer telah menggandakan kinerja mereka Apa Hukum Moore, Dan Apa Hubungannya Dengan Anda? [MakeUseOf Menjelaskan]Nasib buruk tidak ada hubungannya dengan Hukum Moore. Jika itu adalah asosiasi yang Anda miliki, Anda bingung dengan Hukum Murphy. Namun, Anda tidak jauh karena Hukum Moore dan Hukum Murphy ... Baca lebih banyak per dolar per sentimeter persegi setiap 1-2 tahun. Tren eksponensial ini telah membawa kami dari 500 jepit ENIAC (operasi floating point per detik) menjadi sekitar 54 petaflops untuk superkomputer paling kuat saat ini, Tianhe-2. Itu sekitar sepuluh triliun lipat peningkatan, jauh di bawah satu abad. Itu luar biasa oleh perhitungan siapa pun.

Prestasi ini telah terjadi dengan sangat andal, begitu lama, sehingga menjadi kebenaran biasa tentang komputasi.

Kami menerima begitu saja.

Itulah sebabnya sangat menyeramkan sehingga semuanya bisa berhenti dalam waktu dekat. Sejumlah batas fisik mendasar sedang berkumpul untuk menghentikan perkembangan chip komputer silikon tradisional. Meskipun ada

teknologi komputasi teoretis Teknologi Komputer Terbaru yang Harus Anda Lihat untuk PercayaLihatlah beberapa teknologi komputer terbaru yang siap mengubah dunia elektronik dan PC selama beberapa tahun ke depan. Baca lebih banyak yang bisa menyelesaikan beberapa masalah ini, faktanya tetap bahwa kemajuan saat ini melambat. Hari-hari peningkatan komputer secara eksponensial bisa berakhir.

Tapi belum cukup.

Sebuah terobosan baru dari IBM menunjukkan bahwa hukum Moore masih memiliki kaki. Sebuah kelompok penelitian yang dipimpin oleh perusahaan telah menunjukkan prototipe untuk prosesor dengan komponen transistor hanya 7 nanometer. Ini setengah ukuran (dan empat kali lipat kinerja) dari teknologi 14 nanometer saat ini, mendorong matinya Hukum Moore setidaknya hingga 2018.

Jadi bagaimana terobosan ini tercapai? Dan, kapan Anda bisa berharap untuk melihat teknologi ini di perangkat nyata?

Atom Lama, Trik Baru

Prototipe baru ini bukan chip produksi, tetapi telah diproduksi dengan teknik yang dapat diskalakan secara komersial yang bisa masuk pasar dalam beberapa tahun ke depan (desas-desus mengatakan bahwa IBM ingin agar chip tersebut menjadi perdana di 2017-2018. Prototipe adalah produk IBM / SUNY, sebuah laboratorium penelitian IMB yang bekerja sama dengan Universitas Negeri New York. Sejumlah perusahaan dan kelompok penelitian berkolaborasi dalam proyek ini, termasuk SAMSUNG dan Global Foundries, perusahaan tempat IBM berada membayar sekitar 1,3 miliar dolar untuk mengambil alih sayap fabrikasi chip yang tidak menguntungkan.

Pada dasarnya, grup riset IBM dibuat dua perbaikan utama yang memungkinkan ini: mengembangkan bahan yang lebih baik, dan mengembangkan proses etsa yang lebih baik. Masing-masing mengatasi hambatan utama untuk pengembangan prosesor yang lebih padat. Mari kita lihat masing-masing secara bergantian.

Bahan yang lebih baik

Salah satu hambatan untuk transistor yang lebih kecil hanyalah jumlah atom yang menyusut. transistor 7nm memiliki komponen yang hanya memiliki sekitar 35 atom silikon. Agar arus mengalir, elektron harus melompat secara fisik dari satu orbital atom ke atom lainnya. Dalam wafer silikon murni, seperti yang telah digunakan secara tradisional, sulit atau tidak mungkin untuk mendapatkan arus yang cukup untuk mengalir melalui sejumlah kecil atom.

Untuk mengatasi masalah ini, IBM harus meninggalkan silikon murni demi menggunakan paduan silikon dan germanium. Ini memiliki keunggulan utama: itu meningkatkan apa yang disebut "motilitas elektron" - kemampuan elektron untuk mengalir melalui materi. Silikon mulai berfungsi buruk pada skala 10 nanometer, yang merupakan salah satu alasan bahwa upaya untuk mengembangkan prosesor 10 nm telah terhenti. Penambahan germanium melompati penghalang ini.

Etsa yang Lebih Baik

Ada juga pertanyaan tentang bagaimana Anda benar-benar membentuk objek sekecil itu. Jalan prosesor komputer Apa itu CPU dan Apa fungsinya?Akronim komputasi membingungkan. Apa itu CPU? Dan apakah saya memerlukan prosesor quad atau dual-core? Bagaimana dengan AMD, atau Intel? Kami di sini untuk membantu menjelaskan perbedaannya! Baca lebih banyak diproduksi menggunakan laser yang sangat kuat, dan berbagai optik dan stensil untuk mengukir fitur kecil. Keterbatasan di sini adalah panjang gelombang cahaya, yang memaksakan batas seberapa halus kita dapat mengetsa fitur.

Untuk waktu yang lama, pembuatan chip telah stabil di sekitar menggunakan laser argon fluoride, dengan panjang gelombang 193 nanometer. Anda mungkin memperhatikan bahwa ini sedikit lebih besar dari fitur 14 nanometer yang telah kami etsa. Untungnya, panjang gelombang bukan batas keras pada resolusi. Dimungkinkan untuk menggunakan interferensi dan trik lain untuk meningkatkan ketelitian yang lebih tinggi. Namun, pembuat chip telah kehabisan ide-ide pintar dan sekarang perubahan besar diperlukan.

Ide IBM adalah menggunakan sumber cahaya EUV (Extreme Ultra Violet), dengan panjang gelombang hanya 13,5 nanometer. Ini, menggunakan trik yang mirip dengan yang kami gunakan dengan argon-fluoride, seharusnya memberi kita resolusi etsa hanya beberapa nanometer dengan pengembangan lebih lanjut.

Sayangnya, itu juga membutuhkan membuang sebagian besar dari apa yang kita ketahui tentang fabrikasi chip, serta sebagian besar Infrastruktur teknologi dikembangkan untuk itu, salah satu alasan mengapa teknologi membutuhkan waktu lama untuk datang ke dalamnya sendiri.

Teknologi ini membuka pintu untuk melanjutkan pengembangan Hukum Moore sampai ke batas kuantum - titik di mana Ketidakpastian kuantum di sekitar posisi elektron lebih besar dari transistor itu sendiri, menyebabkan elemen prosesor berperilaku secara acak. Dari sana, teknologi yang benar-benar baru Komputer Quantum: Akhir Kriptografi?Komputasi kuantum sebagai sebuah ide telah ada untuk sementara waktu - kemungkinan teoretis awalnya diperkenalkan pada tahun 1982. Selama beberapa tahun terakhir, bidang ini semakin mendekati kepraktisan. Baca lebih banyak akan diminta untuk mendorong komputasi lebih lanjut.

Lima Tahun Selanjutnya Pembuatan Chip

Intel masih berjuang untuk menghasilkan prosesor 10nm yang layak. Bukan tidak mungkin bahwa koalisi IBM dapat mengalahkan mereka. Jika itu terjadi, itu akan menunjukkan bahwa keseimbangan daya dalam industri semikonduktor akhirnya telah bergeser dari Intel.

Masa depan Hukum Moore tidak pasti. Bagaimanapun ceritanya berakhir, itu akan kacau. Kerajaan akan dimenangkan dan dikalahkan. Ini akan menarik untuk melihat siapa yang berakhir di atas ketika semua debu mengendap. Dan, dalam jangka pendek, senang mengetahui pawai kemajuan manusia yang tak terhentikan tidak akan mereda setidaknya untuk beberapa tahun ke depan.

Apakah Anda bersemangat untuk chip yang lebih cepat? Khawatir tentang berakhirnya Hukum Moore? Beri tahu kami di komentar!

Kredit Gambar: microchip komputer melalui Shutterstock, "Silikon Croda", "Laser Argon-Ion," “Logotype Intel,” oleh Wikimedia