211service.com
Verdens mindste transistor er cool, men vil ikke redde Moores lov
Moores lov går i stå over for de fysiske grænser for, hvad der kan gøres med silicium. Nu lover en ny form for transistordesign at holde den i live i lidt længere tid - selvom chipindustrien allerede planlægger måder at klare sig på, når den endelig sparker i vejret.
Det problem, som chipdesign i øjeblikket står over for, er desværre selve fysikken. Ved at bruge silicium er det umuligt at skabe en transistor, hvor porten - den del af en transistor, der tænder og slukker for at styre strømmen af elektroner - er mindre end syv nanometer. Gør dem mindre, og elektroner kan bevæge sig mellem transistorer gennem en proces kendt som kvantetunneling, hvilket betyder, at en transistor i en slukket tilstand uventet kan blive tændt, selvom den ikke skulle være det.
Det sætter en teoretisk grænse for Moores lov - ideen om, at antallet af transistorer, der kan passe på en chip, fordobles hvert andet år eller deromkring. Men nu har forskere fra Lawrence Berkeley National Laboratory, ledet af den tidligere TR Innovator Under 35 Ali Javey, bygget, hvad der hævdes at være verdens mindste fungerende transistor.
Ali Javey, venstre, og Sujay Desai har skabt verdens mindste transistor.
Udgiver deres præstation i Videnskab , forklarer forskerne, at enheden er blevet bygget ved hjælp af kulstofnanorør og molybdændisulfid, hvilket skaber en transistor med en portlængde på kun en nanometer. Det er en imponerende præstation, og - i det mindste i teorien - betyder det, at det ville være muligt at presse langt flere af de små kontakter ind i en chip, end det nogensinde kunne opnås med silicium. I nogle sammenhænge bruger de nuværende state-of-the-art chips transistorer med en 14 nanometer gate, og 10 nanometer chips er på vej.
Resultatet er dog kun et proof of concept - langt fra et levedygtigt produkt. At omdanne disse nanorørtransistorer til en processor ville kræve, at milliarder af switchene kunne skabes pålideligt på en enkelt chip. Det kan være muligt, men det kan også være lammende dyrt.
Faktisk har chipindustrien allerede erkendt, at den er forberedt på, at transistorer stopper med at krympe. Tidligere i år offentliggjorde Semiconductor Industry Association - bestående af f.eks. Intel, AMD og Global Foundries - en rapport, der meddelte, at det i 2021 ikke vil være økonomisk effektivt at reducere størrelsen af siliciumtransistorer yderligere. I stedet ser chips ud til at ændre sig på forskellige måder.
Vi ser allerede, at processorindustrien går i stykker, med en bevægelse væk fra superhurtig allround-hardware og mod mere specialiserede chips. Til det formål købte Intel for nylig Movidius , et firma, der fremstiller chips dedikeret til computervisionsopgaver. Nvidia sælger i mellemtiden specialiserede AI-chips til en industri, der er ivrig efter at udnytte maskinlæring.
Mere effektive chipdesign vil også hjælpe med at øge beregningshastigheden ved lavere strømforbrug. Microsoft og Intel arbejder begge på at bruge rekonfigurerbare chips kendt som FPGA'er til at køre kunstig intelligens algoritmer mere effektivt, for eksempel. Og det japanske tele- og internetselskab SoftBank købte for nylig den britiske chipdesigner ARM for sine utroligt succesrige low-power chips, som vil levere processorkraft til den voksende høst af Internet-of-things hardware.
Mindre specialiserede processorer vil sandsynligvis ændre form for at øge processorkraften. Chips vil i stigende grad bruge flere lag af kredsløb til for eksempel at øge transistortætheden. Eller bare måske, de kan skrumpe ned ved at bruge Berkeley Labs gennembrud for at opnå de samme mål.
(Læs mere: Videnskab Chipmagere indrømmer, at transistorer er ved at stoppe med at skrumpe, Moores lov er død. Hvad nu? 32 milliarder dollars opkøb af ARM er et kæmpe væddemål på tingenes internet, Intel køber firmaet, der giver maskiner 'synets kraft', manden der sælger skovle i maskinlærings-guldfeberen, 32 milliarder dollars opkøb af ARM er et kæmpe væddemål på tingenes internet)