اکتشافات جدید سامسونگ و آی‌بی‌ام می‌توانند روزی تراشه‌های بسیار کارآمدی تولید کنند

IBM و سامسونگ فاش کردند که در حال کار بر روی یک پروژه مشترک جدید هستند: ایجاد یک طراحی نیمه هادی جدید.

هدف از تلاش های مشترک این دو شرکت ایجاد استاندارد جدیدی از تراشه های فوق العاده کم مصرف است.

طراحی جدید نیمه هادی IBM و سامسونگ.

سامسونگ و آی‌بی‌ام در اولین روز از نشست بین‌المللی دستگاه‌های الکترونیکی (IEDM) 2021 این خبر را اعلام کردند و آن را با بیانیه‌ای مطبوعاتی پیگیری کردند . این شرکت ها گزارش می دهند که در تحقیقات خود در زمینه ساخت یک طراحی نیمه هادی کاملاً جدید به پیشرفت های جدیدی دست یافته اند.

نوآوری هایی که سامسونگ و IBM روی آنها کار می کنند شامل تغییراتی در موقعیت یابی ترانزیستور می شود. در طراحی جدید، ترانزیستورها به صورت عمودی روی تراشه چیده شده اند. پردازنده ها و SoC های فعلی (سیستم روی یک تراشه) دارای ترانزیستورهایی هستند که به صورت صاف روی سطح سیلیکون قرار گرفته اند. این باعث می شود جریان الکتریکی از یک طرف به سمت دیگر جریان یابد.

طراحی جدید ترانزیستورهای اثر میدان انتقال عمودی یا به اختصار VTFET نامیده می شود. قرار دادن ترانزیستورها به صورت عمود بر هم باعث می شود تا جریان الکتریکی به صورت عمودی جریان یابد.

سامسونگ و آی‌بی‌ام در مورد مزایای طراحی جدید بحث و گفتگو کردند و امتیازات را هم برای محاسبات و هم برای بخش تحرک برجسته کردند. تغییر در جریان جریان الکتریکی باید بهبودهای قابل توجهی را از نظر بازده انرژی انجام دهد. این دو غول فناوری تخمین می زنند که استفاده از VTFET تراشه هایی را تولید می کند که یا دو برابر سریع تر از همتایان فعلی FinFET خود هستند یا تا 85 درصد کمتر انرژی مصرف می کنند.

پیمودن مسیر صرفه جویی در مصرف انرژی در تراشه های جدید نه تنها برای کاربران عادی روزمره، بلکه برای کسانی که از سیستم خود به طور کامل استفاده می کنند نیز مفید خواهد بود. به گفته سامسونگ و IBM، عملیات هایی مانند استخراج رمزنگاری و رمزگذاری داده ها ممکن است انرژی بسیار کمتری مصرف کنند. جدای از همه مزیت های دیگر، این ممکن است به کاهش ردپای عظیم کربن به جا مانده از رمزنگاری کمک کند.

ویفر 2 نانومتری ساخته شده در تاسیسات IBM Research در آلبانی. ویفر حاوی صدها تراشه جداگانه است.
ویفر 2 نانومتری ساخته شده در تاسیسات IBM Research در آلبانی. ویفر حاوی صدها تراشه جداگانه است. با حسن نیت از IBM

با افزایش قدرت رایانه های ما، آنها نیز به قدرت بیشتری نیاز دارند. برخی از بهترین پردازنده‌های موجود در بازار، به‌ویژه زمانی که با کارت‌های گرافیکی به همان اندازه خارق‌العاده جفت می‌شوند، برای ارائه عملکرد پایدار به منابع تغذیه واقعاً جانوری نیاز دارند. جای تعجب نیست که اکثر شرکت ها به دنبال گزینه های صرفه جویی در انرژی هستند. اپل یکی از این نمونه هاست: تراشه اخیر M1، اگرچه قدرتمند است، اما تاکید زیادی بر بهره وری انرژی دارد. منطقی است که سایر تولیدکنندگان از این راه پیروی کنند.

سامسونگ و IBM در بیانیه مطبوعاتی مشترک خود به قانون مور اشاره می کنند. قانون مور اصلی است که می گوید تعداد ترانزیستورها در یک تراشه آی سی باید هر دو سال یک بار دو برابر شود و بدون افزایش اندازه، عملکرد را بهبود می بخشد. با این حال، همانطور که این دو سازنده اشاره می‌کنند، مهندسان با کمبود فضا مواجه هستند، بنابراین پیگیری قانون مور پیچیده‌تر می‌شود. طراحی جدید ممکن است به گسترش قانون مور به نسل های بعدی تراشه ها کمک کند.

سامسونگ و آی‌بی‌ام تنها شرکت‌هایی نیستند که قانون مور را دنبال می‌کنند. اینتل در IEDM 2021 اعلامیه مشابهی را اعلام کرد، زمانی که پیشرفت های جدیدی را نشان داد که چند سال آینده نوآوری های محاسباتی را تقویت می کند.