Jannah Theme License is not validated, Go to the theme options page to validate the license, You need a single license for each domain name.
أخبار التقنية

إن الإبقاء على قانون مور أمر معقد


كان هناك وقت ، عقود حقًا ، كان كل ما يتطلبه الأمر لصنع شريحة كمبيوتر أفضل هو ترانزستورات أصغر وتوصيلات أضيق. لقد مضى ذلك الوقت منذ فترة طويلة ، وعلى الرغم من أن الترانزستورات ستستمر في التقلص قليلاً ، إلا أن جعلها هكذا لم يعد هو الهدف. جادل الباحثون في ITF World 2023 الأسبوع الماضي في أنتويرب ببلجيكا بأن الطريقة الوحيدة لمواكبة الوتيرة المتسارعة للحوسبة الآن هي مخطط يسمى تعاون تكنولوجيا النظام (STCO). إنها القدرة على تقسيم الرقائق إلى مكوناتها الوظيفية ، واستخدام الترانزستور الأمثل وتقنية التوصيل البيني لكل وظيفة ، وإعادة تجميعها معًا لإنشاء طاقة أقل ، وعمل أفضل بشكل كامل.

تقول ماري جارسيا باردون ، مديرة البحث والتطوير بشركة Imec: “يقودنا هذا إلى نموذج جديد لـ CMOS”. CMOS 2.0 ، كما تسميه منظمة أبحاث تكنولوجيا النانو ومقرها بلجيكا ، هي رؤية معقدة. لكنها قد تكون الطريقة الأكثر عملية للمضي قدمًا ، وأجزاء منها واضحة بالفعل في رقائق اليوم الأكثر تقدمًا.

كيف وصلنا إلى هنا

يقول Julien Ryckaert ، نائب رئيس البحث والتطوير في Imec ، إن صناعة أشباه الموصلات قد أفسدتها إلى حد ما العقود التي سبقت عام 2005 تقريبًا. خلال ذلك الوقت ، كان الكيميائيون وعلماء الأجهزة قادرين على إنتاج ترانزستور أصغر وأقل قوة وأسرع يمكن استخدامه لكل وظيفة على الرقاقة وهذا من شأنه أن يؤدي إلى زيادة مطردة في القدرة الحاسوبية. لكن العجلات بدأت تؤتي ثمارها بعد ذلك بوقت قصير. يمكن لمتخصصي الأجهزة أن يبتكروا ترانزستورات جديدة ممتازة ، لكن تلك الترانزستورات لم تكن تصنع دوائر أصغر وأفضل مثل ذاكرة SRAM والخلايا المنطقية القياسية التي تشكل الجزء الأكبر من وحدات المعالجة المركزية. رداً على ذلك ، بدأ صانعو الرقائق في كسر الحواجز بين تصميم الخلية القياسي وتطوير الترانزستور. أدى المخطط الجديد ، الذي أطلق عليه اسم تعاون تقنية التصميم (DTCO) ، إلى إنشاء أجهزة مصممة خصيصًا لصنع خلايا وذاكرة قياسية أفضل.

لكن DTCO ليست كافية لمواصلة الحوسبة. تآمرت حدود الفيزياء والواقع الاقتصادي لوضع حواجز في طريق التقدم باستخدام ترانزستور مقاس واحد يناسب الجميع. على سبيل المثال ، حالت الحدود المادية دون انخفاض جهد تشغيل CMOS إلى أقل من 0.7 فولت ، مما أدى إلى إبطاء التقدم في استهلاك الطاقة ، كما توضح أنابيلا فيلوسو ، المهندس الرئيسي في Imec. ساعد الانتقال إلى المعالجات متعددة النواة في حل هذه المشكلة لبعض الوقت. وفي الوقت نفسه ، تعني حدود الإدخال / الإخراج أنه أصبح من الضروري أكثر فأكثر دمج وظائف شرائح متعددة في المعالج. لذا ، بالإضافة إلى النظام على الرقاقة (SoC) الذي يحتوي على مثيلات متعددة من نوى المعالج ، فإنها تدمج أيضًا الشبكة والذاكرة ومعالجة الإشارات المتخصصة في كثير من الأحيان. لا يقتصر الأمر على أن هذه النوى والوظائف لها طاقة مختلفة واحتياجات أخرى ، ولكن لا يمكن أيضًا تصغيرها بنفس المعدل. حتى ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية ، SRAM ، لا تتقلص بسرعة مثل منطق المعالج.

تحسين تكنولوجيا النظام

إن تفكيك الأشياء هو تحول فلسفي بقدر ما هو مجموعة من التقنيات. وفقًا لـ Ryckaert ، تعني STCO النظر إلى نظام على شريحة كمجموعة من الوظائف ، مثل مزود الطاقة ، I / O ، وذاكرة التخزين المؤقت. يقول: “عندما تبدأ في التفكير في الوظائف ، فإنك تدرك أن SoC ليس هذا النظام المتجانس ، بل مجرد ترانزستورات وموصلات”. “إنها وظائف تم تحسينها لأغراض مختلفة.”

من الناحية المثالية ، يمكنك بناء كل وظيفة باستخدام تقنية المعالجة الأنسب لها. في الممارسة العملية ، يعني ذلك في الغالب بناء كل منها على قطعة من السيليكون الخاصة بها ، أو رقاقة صغيرة. ثم ربط هؤلاء معًا باستخدام التكنولوجيا ، مثل التكديس ثلاثي الأبعاد المتقدم ، بحيث تعمل جميع الوظائف كما لو كانت على نفس قطعة السيليكون.

أمثلة على هذا التفكير موجودة بالفعل في المعالجات المتقدمة ومسرعات الذكاء الاصطناعي. يتكون مسرع الحوسبة عالي الأداء من Intel Ponte Vecchio (يسمى الآن Intel Data Center GPU Max) من 47 مجموعة شرائح تم إنشاؤها باستخدام عمليتين مختلفتين من كل من Intel و TSMC. تستخدم AMD بالفعل تقنيات مختلفة لشريحة الإدخال / الإخراج وحساب chiplets في وحدات المعالجة المركزية الخاصة بها ، وبدأت مؤخرًا في فصل SRAM عن ذاكرة التخزين المؤقت عالية المستوى لشريحة الحوسبة.

تذهب خارطة طريق Imec إلى CMOS 2.0 إلى أبعد من ذلك. يتطلب ذلك الاستمرار في تقليص الترانزستورات ، وتحريك الطاقة وربما إشارات الساعة أسفل سيليكون وحدة المعالجة المركزية ، وتكامل شرائح ثلاثية الأبعاد أكثر إحكاما. يقول ريكارت: “يمكننا استخدام هذه التقنيات للتعرف على الوظائف المختلفة ، وتفكيك SoC ، وإعادة دمجها لتكون فعالة للغاية”.

سيتغير شكل الترانزستورات خلال العقد القادم ، وكذلك سيتغير المعدن الذي يربط بينهما. في النهاية يمكن أن تكون الترانزستورات عبارة عن أجهزة مكدسة مصنوعة من أشباه موصلات ثنائية الأبعاد بدلاً من السيليكون. ويمكن توصيل الطاقة والبنية التحتية الأخرى تحت الترانزستورات.IMEC

استمرار تحجيم الترانزستور

ينتقل صانعو الرقائق الرئيسيون بالفعل من ترانزستورات FinFET التي شغلت العقد الأخير من أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية إلى بنية جديدة ، ترانزستورات الصفائح النانوية. [See “The Nanosheet Transistor is the Next Step in Moore’s Law”] في النهاية ، سيتم بناء ترانزستورين من صفيحة نانوية فوق بعضهما البعض لتشكيل FET التكميلي ، أو CFET ، والذي يقول Velloso إنه “يمثل أقصى درجات مقياس CMOS.” [See “3D-stacked CMOS Takes Moore’s Law to New Heights”]

نظرًا لتقليص حجم هذه الأجهزة وتغيير شكلها ، فإن أحد الأهداف الرئيسية هو تقليل حجم الخلايا المنطقية القياسية. يُقاس ذلك عادةً بـ “ارتفاع المسار” ، أي عدد خطوط التوصيل البيني المعدنية التي يمكن أن تتلاءم مع الخلية. إن أجهزة FinFETs المتقدمة وأجهزة ورقة النانو المبكرة عبارة عن خلايا ذات 6 مسارات. قد يتطلب الانتقال إلى 5 مسارات تصميمًا بينيًا يسمى ورقة forksheet ، والتي تقوم بضغط الأجهزة معًا بشكل أقرب دون الحاجة إلى جعلها أصغر. ستقوم CFETs بعد ذلك بتقليل الخلايا إلى 4 مسارات أو ربما أقل.

أربع كتل متعددة الألوان بينها أسهم تشير إلى تقدم.تنتقل الترانزستورات الرائدة بالفعل من بنية الترانزستور ذات التأثير الميداني (FinFET) إلى الصفائح النانوية. الهدف النهائي هو تكديس جهازين فوق بعضهما البعض في تكوين CFET. قد تكون ورقة الشوكة خطوة وسيطة على الطريق.IMEC

وفقًا لـ Imec ، سيتمكن صانعو الرقائق من إنتاج الميزات الدقيقة اللازمة لهذا التقدم باستخدام الجيل التالي من ASML للطباعة الحجرية فوق البنفسجية الشديدة. هذه التقنية ، التي تسمى الفتحة الرقمية العالية EUV ، قيد الإنشاء في ASML الآن ، و Imec هو التالي في خط التسليم. تؤدي زيادة الفتحة الرقمية ، وهو مصطلح بصري يتعلق بمدى الزوايا التي يمكن للنظام أن يجمع الضوء عليها ، إلى صور أكثر دقة.

شبكات توصيل الطاقة الخلفية

الفكرة الأساسية في شبكات توصيل الطاقة الخلفية هي إزالة جميع الوصلات البينية التي ترسل الطاقة – على عكس إشارات البيانات – من فوق سطح السيليكون ووضعها تحته. يجب أن يسمح ذلك بتقليل فقد الطاقة ، لأن الوصلات البينية لتوصيل الطاقة يمكن أن تكون أكبر وأقل مقاومة. كما أنه يحرر مساحة فوق طبقة الترانزستور للوصلات البينية التي تحمل الإشارة ، مما قد يؤدي إلى تصميمات أكثر إحكاما. [See “Next-Gen Chips Will Be Powerd From Below”.]

في المستقبل ، يمكن نقل المزيد إلى الجزء الخلفي من السيليكون. على سبيل المثال ، ما يسمى بالوصلات البينية العالمية ، تلك التي تمتد (نسبيًا) لمسافات كبيرة لنقل الساعة وإشارات أخرى ، يمكن أن تذهب أسفل السيليكون. أو يمكن للمهندسين إضافة أجهزة توصيل طاقة نشطة – مثل صمامات أمان التفريغ الكهروستاتيكي.

تكامل ثلاثي الأبعاد

هناك عدة طرق للقيام بالتكامل ثلاثي الأبعاد ، ولكن الأكثر تقدمًا اليوم هو الترابط الهجين من الرقاقة إلى الرقاقة والموت إلى الرقاقة. [See “3 Ways 3D Chip Tech is Upending Computing”.] يوفر هذان النوعان أعلى كثافة من الترابط بين اثنين من السليكون يموت. لكنها تتطلب أن يتم تصميم القوالب معًا ، بحيث تتماشى وظائفهما ونقاط الاتصال البينية ، مما يتيح لهما العمل كرقاقة واحدة ، كما تقول آن جوردان ، العضو الرئيسي في الفريق الفني. Imec R&D في طريقها لتكون قادرة على إنتاج ملايين الاتصالات ثلاثية الأبعاد لكل مليمتر مربع في المستقبل القريب.

الوصول إلى CMOS 2.0

سيأخذ CMOS 2.0 التجزئة والتكامل غير المتجانس إلى أقصى الحدود. اعتمادًا على التقنيات المنطقية لتطبيقات معينة ، قد ينتج عن ذلك نظام ثلاثي الأبعاد يشتمل على طبقات من الذاكرة وإدخال / إخراج والبنية التحتية للطاقة ومنطق عالي الكثافة ومنطق تيار محرك مرتفع وكميات هائلة من ذاكرة التخزين المؤقت المضمنة.

لن يتطلب الوصول إلى هذه النقطة تطوير التكنولوجيا فحسب ، بل يتطلب أيضًا الأدوات والتدريب لتمييز التقنيات التي من شأنها تحسين النظام بالفعل. كما يشير Bardon ، فإن الهواتف الذكية والخوادم ومسرعات التعلم الآلي وأنظمة الواقع المعزز والواقع الافتراضي لها متطلبات وقيود مختلفة تمامًا. ما هو منطقي بالنسبة لأحدهم قد يكون طريقًا مسدودًا للآخر.

من مقالات موقعك

مقالات ذات صلة حول الويب

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى

shark tank episode with keto pillskelly clarkson keto weight loss secret before and after photos 2024mach5 keto acv gummies reviewshow did kelly clarkson lose weight so quickly weight loss diet 2024maggie beer keto gummies australiakelly clarkson weight loss diet decoding her health and fitness regimen 2024malibu labs keto gummiesNew keto acv gummies reviews alert 2024 does keto acv gummies work be carefulmax ketosis keto acv gummies reviewskelly clarkson diet 2024 weight loss secrets keto gummies reviewmelissa mccarthy keto gummieskelly clarkson weight loss update before and after photos 2024 transformation on today showmentom keto gummiesketo gummies in 2024 side effects and ingredients keto gummies reviewminch keto gummies reviewsketo gummies 2024 warning keto gummies shark tank show reviews walmartmntx keto bhb gummiesshark tank keto gummies update 2024 keto gummies review keto acv gummies reviewsmr wonderful keto gummies2024 keto gummies beware keto gummies shark tank new keto gummies reviewmulittea gummies ketoproton keto acv gummies reviews my honest opinion updated they won t tell you before getting itmulittea keto gummies reviewsproton keto acv gummies walmart weight loss scam oprah never endorsed proton keto acv gummiesnano slim keto gummies reviewsx10 boost keto acv gummies scam reviews no celebrities ever endorsed keto weight loss gummiesnano slim x keto acv gummies kim kardashianketo gummies shark tank be careful acv keto gummies shark tank shark tank keto acvnano slim x keto acv gummies reviewsshark tank s keto acv gummies alert shark tank acv shark tank keto acv gummies ingredientsnano slim x keto gummies kim kardashianketo acv gummies alert keto acv gummies reviews acv keto gummies do keto acv gummiesnanoslim keto gummies reviewsketosis acv gummies reviews be careful does ketosis acv gummies work ketosis acv keto gummiesnatural keto gummiesdr oz recommendation keto gummies for kelly clarkson weight lossnegative effects of keto gummiesunveiling kelly clarkson keto gummies weight loss secret galorenextgen pharma keto gummies reviewskelly clarkson weight loss scam alert keto acv gummies for weight loss and shark tank reviewsntx bhb keto gummieskelly clarkson weight loss gummies dr oz investigates side effect resolutionsntx keto and acv gummiesketo acv gummies reviews scam watch this keto gummies acv keto gummies to lose weight workntx keto bhb gummies official sitehow did kelly clarkson lose weightntx keto bhb salt gummieskelly clarkson weight loss secret diet kelly clarkson lose weight kelly clarkson weight loss 2024ntx keto gummies cnn newskelly clarkson secret sauce for accelerated keto weight loss what did kelly clarkson do to lose weightntx keto gummies official websitekelly clarkson journey to lose weight naturallyntx nutrition keto acv gummies reviewsketo acv gummies reviews scam or not watch this keto gummies acv keto gummies to lose weight worknucentix keto acv gummies reviewsthe truth about acv keto gummies do they really help you lose weightnucentix keto gummies shark tankwhat did kelly clarkson use for weight loss how did kelly clarkson lose so much weightnucentix keto gummy gummieskelly clarkson weight loss story dr oz analysis on ozempicnumber 1 keto gummiesdr oz on ozempic evaluating kelly clarkson weight lossnumber one keto gummiesdr oz and kelly clarkson discussing weight loss with ozempic and keto gummiesnutra haven keto acv gummieshow kelly clarkson lost weight weight loss journeynutrafaza keto gummieskelly clarkson weight loss regimen unveiled by dr oz the magic of ozempic and keto gummiesnutribolidos keto gummies reviewskelly clarkson and ozempic dr oz perspective on losing weightnutrocell keto acv gummies reviewsdr oz rapid weight loss plan warning dr oz weight loss dr oz weight loss pillsnuu3 keto gummies reviewskelly clarkson keto pills experience acv s role in weight loss successnxt nutrition keto gummieskelly clarkson weight loss boost power of acv and keto pillsofficial keto gummiesketo gummies acv two pillars of kelly clarkson weight lossoprah and keto fusion gummieskelly clarkson keto pill revelation acv s role in her weight lossoprah and royal keto gummieskelly clarkson keto pills and gummies sweet path to weight loss successoprah endorsed keto gummiesunlocking weight loss secrets kelly clarkson acv and keto pill experienceoprah f1 keto gummiesdr oz weight loss pills kelly clarkson keto gummies review and before and afteroprah keto apple cider gummiesKeto Gummies For Weight Loss Shark Tank Simpli Acv Ketooprah keto flo gummiesshark tank keto acv gummies scam reviews and customer support real and honestoprah keto gummies where to buyshark tank keto gummies alert keto gummies reviews kelly clarkson keto gummiesoprah lifetime keto acv gummiesshark tank keto gummies to quit smoking and cure copd deepfake scam ads are everywhere on facebookoprah lifetime keto gummiesketo acv gummies shocking truth keto gummies shark tank keto acv gummies keto crave reviewsoprah slim candy keto gummiesdr oz diet kelly clarkson approach to weight lossoprah true form keto gummiesthe real truth about kelly clarkson s extreme weight loss dietoprah ultimate keto gummieskelly clarkson diet dr oz s prescription for weight lossoprah winfrey simpli acv keto gummieskelly clarkson ozempic diet what dr oz says about her weight lossoprahs acv keto gummieskelly clarkson weight loss ozempic diet dr oz weighs in on her weight lossoprahs keto and acv gummiesexploring kelly clarkson weight loss diet dr oz discusses ozempic or keto gummiesopras keto gummieskelly clarkson weight loss secret diet exclusive before and after photosopti burner keto gummies reviewstransform your health with 3 pack slimx keto acv gummiesoptima keto acv gummiesslim labs acv keto gummies be careful does slim labs acv keto gummies work watch this reviewoptimal keto acv gummies customer service numberweight loss with apple cider vinegar slimsculpt keto acv gummies reviewoptimal keto acv gummies do they workketo acv gummies keto acv gummies the legit keto acv pure slim keto acv gummiesoptimal keto acv gummies side effectsignite keto gummies reviews does ignite keto gummies work ignite keto gummiesoptimal keto and acv gummies reviewsbiopure keto gummies reviews does biopure keto gummies work biopure acv keto gummiesoptimal keto gummies reviewessential keto gummies reviews weight loss be careful does essential keto gummies workoptimal keto plus acv gummies reviewshale and hearty keto gummies reviews new alert does hale and hearty keto gummies workoptimum keto and acv gummiessummer keto acv gummies reviews new alert does summer keto acv gummies work be carefuloptimum keto gummieskelly clarkson weight loss scam features keto gummies with fake reviews here s how it worksoptimum keto plus acv gummiesketo gummies reviews alert keto gummies for weight loss peoples ketooptiplex keto gummies amazonnew keto acv gummies beware acv keto gummies acv gummies review acv gummies reviewsoptiplex keto gummies redditdr oz keto gummies kelly clarkson strategies for losing weight effectivelyoptislim keto acv gummieskelly clarkson keto gummies dr oz negative reviews bad complaints side effectsorange county keto gummies canadaessential keto gummies review warning essential keto gummies side effectsorange county keto gummies reviewsuccess strategies kelly clarkson roadmap to effective weight loss in 2024orange county keto gummies reviewskelly clarkson weight loss keto gummies dr oz overview of side effect resolutionsoriginal keto acv gummieskelly clarkson weight loss gummies dr oz analyzes side effects and solutionsover the counter keto gummiesdr oz verdict on kelly clarkson weight loss gummies side effect solutions exploredperma health keto gummieskelly clarkson keto gummies dr oz verdict on their effectiveness for weight lossperma health keto gummies canadabest keto gummies for effective weight loss 2023 keto dietpower keto gummies ingredientskelly clarksons 2023 keto gummies weight loss truthpower keto gummies oprahketo gummies shark tank 2024 best keto gummies from shark tank showpower keto gummies pioneer womanketo acv gummies reviews scam watch this keto gummies what s the best keto acv gummiespower keto gummies reviewketo gummies review beware keto bhb gummies reviews keto apple cider vinegarpower keto gummies shark tankweight loss exposing apple cider gummies kelly clarkson s truthpremium blast acv keto gummiesgood keto gummies reviews scam exposed or legit goodketo acv bhb gummy formulapremium blast keto acv gummies 340 mgketo gummy kelly clarkson fun and effective keto weight losspremium blast keto acv gummies ingredientsgood keto acv gummies good keto gummies us reviews official 100 safe does it really work or notpremium blast keto gummies shark tank