Pakar Australia
memperkenalkan transistor logam-udara, yang prinsipnya menyerupai pengoperasian transistor vakum. Kami memberi tahu Anda apa esensi teknologi.
/ foto Marcin Wichary PD / Visualisasi Hukum Moore di Paderborn Science Museum / foto yang dipangkasMengapa teknologi seperti itu muncul
Diyakini bahwa hukum Moore telah kehilangan relevansinya. Beberapa tahun terakhir, kepadatan transistor pada sebuah chip
tidak meningkat
secepat sebelumnya. Meskipun selama transisi dari proses teknologi ke proses teknologi,
masih tumbuh sekitar dua kali lipat , pengembangan metode baru "pengepakan" transistor tertunda. Intel telah menunda rilis masal prosesor Ice Lake 10-nm selama beberapa tahun (
seharusnya tidak lebih awal dari tahun 2020 ).
Pada saat yang sama, mengurangi ukuran komponen tidak
lagi memberikan peningkatan produktivitas yang
signifikan . Secara khusus, transisi dari teknologi proses TSMC 7-nm (yang menghasilkan chip untuk AMD) ke 5-nm
akan meningkatkan kecepatan clock prosesor hanya 15%.
Penurunan tingkat pertumbuhan produktivitas mempengaruhi proses bisnis pusat data. Pusat data harus meningkatkan sumber daya komputasi dengan memperluas armada server. Ini mengarah pada peningkatan konsumsi energi di pusat data, yang berarti peningkatan biaya listrik.
Spesialis dari seluruh dunia sedang mengembangkan teknologi baru yang akan memperpanjang Hukum Moore dan pada saat yang sama meningkatkan kinerja prosesor. Salah satu teknologi tersebut adalah transistor metal-air, yang
dikembangkan oleh tim dari Royal Melbourne University of Technology (
RMIT ).
Cara kerja transistor logam-udara
Transistor memiliki dua elektroda logam yang bertindak sebagai tiriskan dan sumber. Pengoperasian perangkat didasarkan pada prinsip yang sama yang digunakan dalam transistor vakum, tetapi dengan satu perbedaan - transistor baru beroperasi di udara.
Dalam transistor logam-udara, jarak antara elektroda sangat kecil - saluran dan sumbernya kurang dari 35 nanometer satu sama lain - bahwa molekul gas tidak punya waktu untuk mempengaruhi partikel.
Secara desain, transistor logam-udara menyerupai perangkat semikonduktor MOSFET klasik. "Pertukaran" elektron antara wastafel dan sumber (yang diarahkan untuk meningkatkan medan listrik) disebabkan oleh efek
emisi medan . Hanya rana tidak terletak antara saluran dan sumber, tetapi di bawahnya. Rana sendiri diisolasi dari sistem dengan film oksida tipis.
Prospek teknologi
Menurut manajer proyek Shruti Nirantar, teknologi ini akan "menghembuskan kehidupan" ke dalam hukum Moore. Ini akan memungkinkan Anda untuk membangun jaringan 3D dari transistor. Akibatnya, pengembang prosesor akan dapat berhenti "mengejar" miniaturisasi proses teknologi dan berkonsentrasi pada penerapan arsitektur 3D yang kompak. Arsitektur ini akan memungkinkan lebih banyak transistor ditempatkan pada chip.
Juga, teknologi baru akan meningkatkan kinerja chip. Para ahli yakin bahwa frekuensi operasi transistor akan beberapa ratus gigahertz. Sebagai perbandingan: sekarang
maksimum untuk komponen silikon adalah 40 GHz. Ini secara signifikan akan meningkatkan kinerja prosesor dan mengoptimalkan taman server di pusat data.
/ foto Robert CC OLEHSekarang untuk pengembangan teknologi, penting untuk mencari dana untuk percobaan lebih lanjut. Tim spesialis perlu menyelesaikan satu kesulitan teknis. Karena elektroda-transistor itu berbentuk runcing, mereka "meleleh" di bawah pengaruh medan listrik, yang mengurangi efisiensinya. Mereka berharap untuk memperbaiki masalah dalam dua tahun ke depan dengan memilih bentuk optimal dari elektroda, yang akan kurang rentan terhadap efek ini.
Teknologi lain yang harus memperpanjang Hukum Moore
Ada perkembangan lain yang harus "memperpanjang" durasi hukum Moore. Salah satunya adalah spin transistor. Pekerjaan mereka didasarkan pada pergerakan elektron berputar. Arus dalam sistem semacam itu terbentuk karena polarisasi putaran dan urutannya dalam satu arah.
Perangkat semacam itu mengonsumsi energi 10-100 kali lebih sedikit daripada transistor silikon, dan kepadatan maksimumnya pada chip lima kali lebih tinggi. Intel sedang
mengerjakan implementasi teknologi. Namun, perusahaan tidak melaporkan kapan solusinya "meninggalkan laboratorium".
/ foto Fritzchens Fritz PD / Intel SkylakeBidang penelitian lain adalah Volitronics, atau valleytronics. Dia menyarankan menggunakan cahaya polarisasi yang berbeda untuk mengontrol elektron dalam nilai maksimum dan minimum dari tingkat energi, mengkodekan informasi.
Sebuah tim spesialis dari Lawrence Berkeley National Laboratory telah
merancang perangkat serupa berdasarkan timah monosulfida. Menurut pengembang, teknologi ini akan membantu menciptakan prosesor foton-elektronik hibrida yang akan memiliki kinerja lebih besar daripada perangkat tradisional.
Tidak diketahui pasti kapan semua perkembangan ini akan digunakan di pusat data atau gadget untuk konsumen massal. Namun, organisasi negara besar sudah mengerjakan beberapa proyek. Sebagai contoh, NASA
terlibat dalam transistor metal-to-air sendiri, dan DARPA
meluncurkan program hibah untuk pengembang prosesor. Para ahli menyarankan bahwa solusi baru
mungkin mulai diterapkan secara luas dalam sepuluh tahun ke depan.
PS Apa lagi yang kami tulis di blog IaaS korporat pertama:
PS Publikasi kami di saluran Telegram: