Австралийские специалисты представлен металловоздушный транзистор, принцип работы которого напоминает работу вакуумных транзисторов.
Рассказываем, в чем суть технологии.
/ Фото Марцин Вичари ПД / Визуализация закона Мура в Музее науки в Падерборне / фото обрезано
Почему появилась эта технология?
Существует мнение, что закон Мура потерял свою актуальность.За последние несколько лет плотность транзисторов на кристалле увеличилась.
не так быстро , как раньше.
Хотя при переходе от техпроцесса к техпроцессу он все равно вырастет примерно в два раза , разработка новых методов «упаковки» транзисторов задерживается.
Intel уже несколько лет откладывает массовый выпуск 10-нм процессоров Ice Lake ( их следует ожидать не ранее 2020 года ).
В то же время уменьшение размера компонентов более эффективно.
не дает существенного прироста в производительности.
В частности, переход с 7-нм техпроцесса компании TSMC (которая производит чипы для AMD) на 5-нм техпроцесс.
будет увеличиваться тактовая частота процессора всего на 15%.
Снижение темпов роста производительности влияет на бизнес-процессы дата-центров.
Дата-центрам приходится увеличивать вычислительные ресурсы за счет расширения парка серверов.
Это приводит к увеличению энергопотребления в дата-центре, а значит, к увеличению затрат на электроэнергию.
Эксперты со всего мира разрабатывают новые технологии, которые позволят продлить действие закона Мура и одновременно повысить производительность процессоров.
Одной из таких технологий является транзистор металл-воздух, который развитый команда Королевского Мельбурнского технологического университета ( РМИТ ).
Как работает транзистор металл-воздух?
Транзистор имеет два металлических электрода, которые действуют как сток и исток.Работа устройства основана на тех же принципах, которые использовались в вакуумных транзисторах, но с одним отличием – новый транзистор работает в воздушной среде.
В металловоздушном транзисторе расстояние между электродами такой маленький - сток и источник находятся на расстоянии менее 35 нанометров друг от друга - что молекулы газа не успевают воздействовать на частицы.По своей конструкции транзистор металл-воздух напоминает классические полупроводниковые МОП-транзисторы.
«Обмен» электронами между стоком и истоком (которые направлены на усиление электрического поля) происходит за счет эффекта автоэлектронная эмиссия .
Только затвор расположен не между стоком и истоком, а под ними.
Сам затвор изолирован от системы тонкой оксидной пленкой.
Технологические перспективы
По словам руководителя проекта Шрути Нирантара, технология «вдохнет жизнь» в закон Мура.Это позволит вам строить 3D-сети из транзисторов.
В результате разработчики процессоров смогут отказаться от погони за миниатюризацией процессов и сосредоточатся на реализации компактных 3D-архитектур.
Эти архитектуры позволят разместить на кристалле больше транзисторов.
Новая технология также повысит производительность чипа.
Эксперты уверены, что рабочая частота транзисторов составит несколько сотен гигагерц.
Для сравнения: сейчас максимум для кремниевой составляющей – 40 ГГц.
Это позволит существенно повысить производительность процессоров и оптимизировать серверные парки в дата-центрах.
/ Фото Роберт CC BY
Сейчас для развития технологии важно найти финансирование для дальнейших экспериментов.
Команде специалистов необходимо решить одну техническую проблему.
Поскольку электроды транзисторов имеют заостренную форму, они «плавятся» под действием электрического поля, что снижает их КПД.
Они надеются решить проблему в ближайшие два года, подобрав оптимальную форму электродов, которая была бы менее подвержена этому эффекту.
Другие технологии, которые должны расширить закон Мура
Есть и другие события, которые должны «продлить» срок действия закона Мура.Одним из них являются спиновые транзисторы.
Их работа основана на движении электронных спинов.
Ток в такой системе образуется за счет поляризации спинов и их упорядочения в одном направлении.
Такие устройства потребляют в 10–100 раз меньше энергии, чем кремниевые транзисторы, а их максимальная плотность на кристалле в пять раз выше.
Внедрение технологии работает Интел.
Однако компания не сообщает, когда решение «выйдёт из лаборатории».
/ Фото Фрицченс Фриц ПД/Интел Скайлейк
Еще одно направление исследований – «волитроника», или долинатроника .
Она предлагает использовать свет различной поляризации для управления электронами на максимальном и минимальном энергетических уровнях, кодируя информацию.
Команда специалистов Национальной лаборатории Лоуренса Беркли уже разработанный аналогичное устройство на основе моносульфида олова.
К слова Разработчики, технология поможет создать гибридные фотонно-электронные процессоры, которые будут иметь большую производительность, чем традиционные устройства.
Доподлинно неизвестно, когда все эти разработки будут использоваться в дата-центрах или гаджетах для массового потребителя.
Однако крупные государственные организации уже работают над некоторыми проектами.
Например, с собственным транзистором металл-воздух.
задействован НАСА и DARPA запущен грантовая программа для разработчиков процессоров.
Ээксперты предполагают, что новые решения может начать широко использоваться в ближайшие десять лет.
P.S. О чем еще мы пишем в первом блоге о корпоративном IaaS:
- Серверы для SAP: основные платформы
- Распаковка: Блейд-сервер Cisco UCS B480 M5
- Распаковка: флэш-накопитель NetApp AFF A300 - технические характеристики
- Что случилось с VMware: три новых продукта
- Как выбрать провайдера IaaS
- Почему разработчики ядра Linux пригрозили удалить свой код
-
Эволюция Отказоустойчивости В Postgresql
19 Oct, 24 -
Google Начнет Продавать Электронные Книги
19 Oct, 24 -
Пусть Я Буду Неправославным
19 Oct, 24 -
Проблема Юзабилити. Как Лучше?
19 Oct, 24 -
Проблема С Рюкзаком: Что Внутри?
19 Oct, 24 -
Московский Python-Митап №44
19 Oct, 24
