211service.com
Der kleinste Transistor der Welt ist cool, wird aber das Mooresche Gesetz nicht retten
Das Mooresche Gesetz gerät angesichts der physikalischen Grenzen dessen, was mit Silizium getan werden kann, ins Stocken. Jetzt verspricht eine neue Art von Transistordesign, es noch ein wenig länger am Leben zu erhalten – obwohl die Chipindustrie bereits Wege plant, damit fertig zu werden, wenn sie endlich den Eimer tritt.
Das Problem, dem sich derzeit das Chipdesign gegenübersieht, ist leider die Physik selbst. Mit Silizium ist es unmöglich, einen Transistor herzustellen, bei dem das Gate – der Teil eines Transistors, der ein- und ausschaltet, um den Elektronenfluss zu steuern – kleiner als sieben Nanometer ist. Wenn Sie sie kleiner machen, können sich Elektronen durch einen als Quantentunneln bekannten Prozess zwischen Transistoren bewegen, was bedeutet, dass ein Transistor im ausgeschalteten Zustand unerwartet eingeschaltet werden könnte, selbst wenn dies nicht vorgesehen ist.
Das setzt dem Mooreschen Gesetz eine theoretische Grenze – der Idee, dass sich die Anzahl der Transistoren, die auf einen Chip passen, etwa alle zwei Jahre verdoppelt. Aber jetzt haben Forscher des Lawrence Berkeley National Laboratory unter der Leitung des früheren TR-Innovators unter 35 Ali Javey den angeblich kleinsten funktionierenden Transistor der Welt gebaut.
Ali Javey (links) und Sujay Desai haben den kleinsten Transistor der Welt entwickelt.
Veröffentlichung ihrer Leistung in Wissenschaft , erklären die Forscher, dass das Gerät aus Kohlenstoffnanoröhren und Molybdändisulfid gebaut wurde, wodurch ein Transistor mit einer Gate-Länge von nur einem Nanometer entsteht. Das ist eine beeindruckende Leistung und bedeutet – zumindest theoretisch –, dass es möglich wäre, weit mehr der kleinen Schalter in einen Chip zu quetschen, als jemals mit Silizium erreicht werden könnte. In gewissem Zusammenhang verwenden die aktuellen hochmodernen Chips Transistoren mit einem 14-Nanometer-Gate, und 10-Nanometer-Chips sind auf dem Weg.
Das Ergebnis ist jedoch nur ein Proof of Concept – weit entfernt von einem brauchbaren Produkt. Um diese Nanoröhren-Transistoren in einen Prozessor umzuwandeln, müssten Milliarden von Schaltern zuverlässig auf einem einzigen Chip erstellt werden. Das mag möglich sein, aber es könnte auch lähmend teuer werden.
Tatsächlich hat die Chipindustrie bereits eingeräumt, dass sie darauf vorbereitet ist, dass Transistoren nicht mehr schrumpfen. Anfang dieses Jahres veröffentlichte die Semiconductor Industry Association – bestehend aus Unternehmen wie Intel, AMD und Global Foundries – einen Bericht, in dem sie ankündigte, dass es bis 2021 nicht mehr wirtschaftlich sein wird, die Größe von Siliziumtransistoren weiter zu reduzieren. Stattdessen scheinen sich Chips auf unterschiedliche Weise zu verändern.
Wir sehen bereits einen Bruch der Prozessorindustrie, mit einer Bewegung weg von superschneller Allrounder-Hardware und hin zu spezialisierteren Chips. Zu diesem Zweck hat Intel kürzlich Movidius gekauft, ein Unternehmen, das Chips für Computer-Vision-Aufgaben herstellt. Nvidia verkauft derweil spezialisierte KI-Chips an eine Branche, die bestrebt ist, vom maschinellen Lernen zu profitieren.
Effizientere Chipdesigns werden auch dazu beitragen, die Rechengeschwindigkeit bei niedrigeren Stromverbrauchsraten zu erhöhen. Microsoft und Intel arbeiten beide daran, rekonfigurierbare Chips, sogenannte FPGAs, zu verwenden, um beispielsweise Algorithmen der künstlichen Intelligenz effizienter auszuführen. Und das japanische Telekommunikations- und Internetunternehmen SoftBank hat kürzlich den britischen Chipdesigner ARM für seine unglaublich erfolgreichen Low-Power-Chips übernommen, die Rechenleistung für die wachsende Zahl von Internet-of-Things-Hardware liefern werden.
Weniger spezialisierte Prozessoren werden wahrscheinlich ihre Form ändern, um die Verarbeitungsleistung zu erhöhen. Chips werden zunehmend mehrere Schaltungsschichten verwenden, um beispielsweise die Transistordichte zu erhöhen. Oder, nur vielleicht, könnten sie schrumpfen, indem sie den Durchbruch von Berkeley Lab nutzen, um die gleichen Ziele zu erreichen.
(Weiterlesen: Wissenschaft , Chiphersteller geben zu, dass Transistoren bald aufhören zu schrumpfen , Moores Gesetz ist tot. Was jetzt? Der 32-Milliarden-Dollar-Aufkauf von ARM ist eine riesige Wette auf das Internet der Dinge, Intel kauft das Unternehmen, das Maschinen „die Kraft des Sehens“ verleiht, der Mann, der Schaufeln im maschinell lernenden Goldrausch verkauft, der 32-Milliarden-Dollar-Aufkauf von ARM ist eine riesige Wette im Internet der Dinge)