Моореов закон скалира до 2021. године, да би био замењен 3Д интеграцијом

а-силицијум-облатна-у-песку-можда

Током протеклих неколико година, хроничарили смотрансформација Мооре-овог закона. Првобитно скован као начин објашњавања текућих побољшања у скалирању транзистора, Моореов закон је редефинисан и проширен тако да укључује дугорочне трендове у перформансама полупроводника и интеграцију нових карактеристика чипа. Сада је то Међународна мапа пута за полупроводнике (ИТРС) пуштен ново ажурирање о будућности полупроводничке технологије које наводи да ће се конвенционално скалирање 2Д густине транзистора вероватно завршити до 2021. године - да би га заменили нови и различити типови интеграције и скалирања.

Већи део недавно објављеног извршног извештаја ИТРС-а фокусира се на начин на који се значење Моореовог закона мењало током година. О томе смо разговарали још 2015. године када смо приметили потребу за Моореовим законом 3.0, јер се фокус индустрије полупроводника преусмерио са смањења појединачних чипова на СоЦ или модел усредсређен на уређај, који је нагласио интеграцију способности и смањење потрошње енергије. Савремени мобилни телефон је пример ове треће врсте интеграције, која комбинује екран високе дефиниције, брзу целуларну и бежичну мрежу, интерфејс екрана осетљив на додир, висококвалитетне камере способне за снимање фотографија и видео записа, кратког домета батеријску лампу (захваљујући интегрисаној блиц) и 16-128 ГБ интерне меморије. Све ове могућности комбиноване су са брзим системом на чипу који ради знатно изнад 1ГХз.

3Д интеграција

Предности 3Д слагања.

Прелазак са 2Д на 3Д структуре биће много једноставнији за неке технологије од других. Један од главних изазова усвајања 3Д конструкције за логичке склопове, попут ЦПУ-а, јесте да би слагање меморијских транзистора на врху логичких транзистора могло да растопи један или оба слоја ако је превише топлоте заробљено унутар матрице. Већ смо видели како НАНД флеш прелази на 3Д производња, али 3Д ЦПУ се очекују тек у временском оквиру 2021 - 2024. Од сада до тада, од произвођача се очекује да интегришу друге материјале, попут силицијум-германијума (СиГе) или ИИИ-В полупроводника (полупроводници из група ИИИ и В периодног система) како би побољшали тренутне перформансе.

Потрошња енергије

ИТРС је то поновио у једном тренутку такође смо обрађивали раније у ЕТ је да природа онога што представља напредак и како карактеришемо да ће побољшање перформанси и даље наглашавати малу снагу током строгог напретка сата. То је делимично због природе онога што тржиште захтева, а делом због ограничене способности тренутних материјала да постигну веће тактове. Као што горњи графикон показује, очекује се да ће само ван дер Ваал ФЕТ-ови бити уједначени утакмица ЦМОС велике снаге у смислу апсолутних перформанси, иако уз значајно смањену потрошњу енергије. У термички ограниченим окружењима, вдВФЕТ и екФЕТ су знатно бржи када су ограничени на омотач снаге од 10В / цмдва.

Једна алтернатива коју ИТРС доноси је да можемо видети побољшања у употреби високо специјализованих хетерогених језгара која користе или јединствене функционалне блокове или су високо прилагођена одређеним апликацијама. Ово је предложено решење за тзв проблем тамног силицијума које смо раније покривали и релативно је лако објаснити. Уместо да граде вишејезгрене блокове са све већим бројем сличних чипова, произвођачи би користили део тог простора за изградњу процесора посвећених одређеним задацима. Концептуално, то би значило да ваша камера може имати један наменски процесор, док би друге апликације могле да раде на другим језгрима. Неки истраживачки пројекти истраживали су изградњу малих језгара за бављење задацима на нивоу апликације, али ИТРС извештај се не упушта у ове детаље.

НАНД-вс-ДРАМ

Ево како се НАНД и ДРАМ упоређују у различитим показатељима. Слика је укључена углавном због занимљивости.

Једна тачка коју ИТРС извештај износи, али не мора нужно одмах да каже и каже је да ћемо видети ову врсту интеграције и потискивања коверти у срж развоја ИоТ-а пре него што се ради о радним површинама, преносним рачунарима и слично. Разлог је једноставан и као што је горе закључено: Тренутно се силицијумска индустрија снажно труди да створи чипове који могу радити на све мање енергије, истовремено побољшавајући потрошњу енергије. Ако желите да направите ношњу следеће генерације, смањење потрошње енергије са 1В на 0,75В је огроман напредак. Али технологије које вам омогућавају да смањите тих 0,25 В снаге можда се неће добро превести на уређаје у распону од 15 В до 140 В за преносне рачунаре и рачунаре. Слично томе, изградња 3Д чипова са интегрисаним процесорима захтева одговарајућу топлотну дисипацију, што значи да ће први чипови који се ослањају на ове методе вероватно бити уређаји изузетно мале снаге - а не врста језгара на вашем лаптопу или радној површини.

У ствари, помало је речено да, иако извршни сажетак ИТРС-а даје опсежна предвиђања у вези са будућим фреквенцијама уређаја, пропусним опсегом и радним карактеристикама у дата центру, мобилном уређају и Интернету свега (предложеном наследнику Интернета ствари), он то чини не покушавати да предвиди будућност конвенционалних рачунара и преносних рачунара. Најближе што се предвиђа је предвиђање да ће до 2029. године просечни мобилни процесор садржати 25 процесора апликација и 303 ГПУ језгра, са максималном једнокомпонентном фреквенцијом од 4,7 ГХз (вероватно фреквенција рафала).

Импликације извештаја су јасне: Они који траже знатно побољшане перформансе процесора, најбоље ће их потражити путем нових рачунарских архитектура, побољшаних вишеструких навоја или побољшаних перформанси меморије уопште - а не путем побољшања необрађене брзине такта. Са Интелом заглављен у затишју када је реч о пружању архитектонска побољшања, не бисмо задржавали дах на овом фронту.

Copyright © Сва Права Задржана | 2007es.com