JoyReactor - смешные картинки и другие п

IBM объявила о создании первой в мире технологии производства чипов размером менее 1 нм

В IBM заявили, что их новая архитектура микросхем позволяет разместить почти 100 миллиардов транзисторов на одном крошечном чипе.

Это обеспечивает повышение вычислительной мощности и энергоэффективности. В IBM описывают свою технологию “как первую в мире с размером элементов менее 1 нм”. Она ориентирована на ЦОД, использующие искусственный интеллект.

По словам директора IBM Research и научного сотрудника Джея Гамбетты, представленная технология характеризует будущее, в котором вычислительные мощности вырастут без значительного увеличения энергопотребления. Разумеется, представленная технология не подразумевает производство микросхем размером менее 1 нм в буквальном смысле.

Разработчики уже давно убедились, что создание надежных рабочих микросхем с транзисторами и остальными элементами размером менее 1 нм нецелесообразно по многим причинам. Например, из-за квантового туннелирования, когда электроны начинают проходить через барьеры и делают работу транзисторов невозможной.

Кроме того, технически невозможно создать транзистор размером меньше самого атома. Диаметр атома кремния составляет 0,24 нм, а изоляционные слои оксида кремния по современным стандартам состоят всего из нескольких атомных слоев. В случае уменьшения реального размера транзисторов до менее чем 1 нм их физическая структура просто разрушилась бы, поскольку на каждый логический элемент приходилось бы менее одного атома.

Поэтому в IBM фактически утверждают, что новая архитектура обеспечивает повышение вычислительной мощности, которое ожидалось бы, если бы теоретический чип состоял из элементов с реальными размерами менее 1 нм.

В IBM отмечают, что новая технология производства основана на 0,7-нм технологическом процессе, который в компании называют 7-ангстремным технологическим процессом, поскольку 1 нм равен 10 ангстремам. Однако эти обозначения технических узлов не имеют ничего общего с реальными размерами чипов. Предыдущие поколения микросхем, разработанные в 70-х и 80-х годах прошлого века, имели физические элементы с размерами, соответствующими числу в названии технологического узла или производственного процесса, например, чипы, изготовленные по 180-нм технологическому процессу.

Для преодоления физических ограничений масштабирования новая архитектура от IBM предлагает вертикальное размещение транзисторов в шахматном порядке. Это позволяет разместить больше транзисторов на той же площади кристалла. Архитектура основана на предыдущей разработке нанолистовых транзисторов, которая сделала возможным техпроцесс 2 нм, представленный в 2021 году.

Базовая единица представленной архитектуры состоит из двух транзисторов, соединенных и скрепленных между собой. Каждый из них состоит из трёх нанолистов толщиной 5 нм каждый, что соответствует примерно 15 рядам атомов кремния. Расстояние между каждым нанолистом составляет около 9 нм.

В технических отчетах IBM подчеркивается, что архитектура способна обеспечить на 50% большую вычислительную мощность и на 70% лучшую энергоэффективность по сравнению с предыдущим поколением чипов, изготовленных по технологическому процессу 2 нм.

В IBM также продемонстрировали, как инновационная архитектура способна обеспечить 40%-ное улучшение масштабируемости памяти SRAM. Этот тип памяти позволяет выполнять быстрые, но энергоемкие операции чтения-записи, которые играют ключевую роль для многих приложений на базе искусственного интеллекта.

Улучшение памяти стало возможным благодаря конструкции с чередующимися каналами для ячеек SRAM. Это блоки хранения памяти, состоящие из 6 транзисторов. Это делает ячейку на 40% меньше и позволяет разместить больше памяти на той же площади кристалла.

IBM не назвала партнеров, с которыми будет сотрудничать в рамках коммерческой реализации новой технологии. Однако, по словам вице-президента IBM Semiconductors Global R&D и IBM Research Хуймина Бу, производство коммерческих чипов может начаться уже в течение следующих 5 лет, но, скорее всего, в течение ближайшего десятилетия.