SG.hu·
Az IBM új chiptechnológiája új életet adhat a Moore törvénynek
Az IBM szerint az új 0,7 nanométeres gyártási eljárás akár egy évtizeddel is meghosszabbíthatja a chipek teljesítményének folyamatos növekedését.
Az iparág vezető szereplői attól tartottak, hogy a chipek miniatürizálásában már nem lehetségesek újabb áttörések. Évtizedeken át a technológiai iparág arra épített, hogy a félvezetőgyártók egyre nagyobb teljesítményt tudnak kihozni a számítógépes chipekből. Ennek köszönhetően a ma kézben elférő okostelefonok jóval nagyobb teljesítményre képesek, mint azok a számítógépek, amelyek negyven évvel ezelőtt teljes helyiségeket töltöttek meg. Miközben egyes szakértők attól tartanak, hogy a folyamatos miniatürizálás korszaka a végéhez közeledik, az IBM szerint erről még korai lenne beszélni.
A nagy technológiai vállalat ismertette chipgyártási technológiájának következő fejlesztését, amely állítása szerint további tíz évvel meghosszabbíthatja ezt az innovációs időszakot. Az IBM szerint az új gyártási eljárás a tranzisztorok előállításának egy újszerű megközelítését alkalmazza. A tranzisztorok apró kapcsolóként működnek a mikroprocesszorokban és más chipekben. Az új technológiával egy köröm méretű chipre közel kétszer annyi tranzisztor zsúfolható, mint a vállalat 2021-ben bemutatott előző technológiájával. A cég szerint ez 50 százalékkal nagyobb számítási teljesítményt és 70 százalékkal jobb energiahatékonyságot eredményez.
Mindkét tulajdonságra rendkívül nagy az igény, különösen a mesterséges intelligenciát kiszolgáló adatközpontok építéséért folyó versenyben. Az energiaellátás különösen súlyos korlátot jelent, mivel az energiaigényes MI-chipek miatt egyes esetekben késedelmet szenvednek azok az adatközpont-beruházások, amelyek nem tudnak megfizethető áron elegendő villamos energiához jutni. „Mindenki nagyobb teljesítményt akar, de senki sem szeretne többet fizetni az áramért” - mondta Huiming Bu, az IBM alelnöke, aki a vállalat chipkutatási és fejlesztési részlegét vezeti, egy újságíróknak tartott háttérbeszélgetésen.
Az IBM, bár a félvezetőipar egyik úttörője volt, ma már nem gyárt és nem értékesít chipeket. A New York állambeli Albanyban működő laboratóriumának mérnökei azonban továbbra is új technológiákat fejlesztenek ki arra, miként lehet a szilíciumlapkákat chipekké alakítani. Ezeket az eljárásokat a vállalat rendszerint licenceli a gyártóknak. Bu elmondta, hogy a technológia várhatóan öt éven belül állhat készen a piaci bevezetésre, de azt nem árulta el, kik lehetnek a lehetséges felhasználók. Korábbi licencpartnerei között szerepelt a Samsung Electronics és a japán Rapidus is.
Az IBM bejelentéséről tájékoztatott iparági elemzőket lenyűgözte az új fejlesztés, ugyanakkor megjegyezték, hogy az új megközelítésnek komoly versenytársakkal kell majd megküzdenie. „Ez óriási jelentőségű fejlesztés” - mondta Dan Hutcheson, a TechInsights elemzője. „Lényegében további 10-15 évvel hosszabbítja meg az iparág fejlődési ütemtervét.” A chipipar fejlődési ütemterve tulajdonképpen a Moore-törvény rövid megnevezése. Ezt az Intel társalapítójának, Gordon Moore-nak tulajdonított, gyakran idézett elvet a chipek fejlődésének alapvető szabályaként tartják számon. A "törvény" szerint a vállalatok egy-két évente kétszer annyi tranzisztort képesek egyetlen chipre zsúfolni, ami növeli a teljesítményt, miközben csökkenti az egy tranzisztorra jutó költséget.
A chipgyártás azonban annyira költségessé vált, hogy a kisebb tranzisztorok előállításából származó költségelőnyök mára gyakorlatilag eltűntek. Emiatt az iparág vezetői közül többen, köztük Jensen Huang, az Nvidia vezérigazgatója, úgy nyilatkoztak, hogy a Moore-törvény halott. A számítási teljesítmény és az adattárolási kapacitás ugyanakkor tovább javult a még kisebb tranzisztoroknak köszönhetően.
A miniatürizálás eredményeit gyakran nanométerben, vagyis a méter egymilliárdod részében adják meg, bár ez az elnevezés ma már kevésbé jelent pontos fizikai méretet, inkább marketingkifejezésként szolgál az egyes technológiai generációk megkülönböztetésére. A Taiwan Semiconductor Manufacturing Company például nagyjából 2 nanométeres technológiával gyárt chipeket. Az Intel hasonló fejlesztését 1,8 nanométeres technológiaként említi. Az IBM az új gyártási eljárását 0,7 nanométeres technológiának nevezi, amely elsőként lépi át az 1 nanométeres határt. Az alapját jelentő újítás, amelyet a vállalat először egy évvel ezelőtt ismertetett, az úgynevezett „nanostack” tranzisztor.
Ez a legújabb példája annak a megközelítésnek, amelyben a tranzisztorokat háromdimenziós szerkezetekből építik fel. Ezek apró felhőkarcolókhoz hasonlítanak, amelyek a chip felszínéből emelkednek ki, ahelyett hogy egyszerűen csak oldalirányban zsugorítanák a tranzisztorokat. A TSMC és az Intel a közelmúltban egy új, háromdimenziós szerkezetet vezetett be, az úgynevezett nanosheet tranzisztort, amelynek kifejlesztésében szintén jelentős szerepet játszott az IBM. Az IBM legújabb megoldása ennél egy lépéssel tovább megy. A vállalat szerint két, nanosheet típusú tranzisztorokat tartalmazó szilíciumlapkát vesznek, majd az egyiket fejjel lefelé a másikra illesztik, így egy olyan kompakt szerkezet jön létre, amely függőlegesen kapcsol össze két különböző tranzisztortípust.
Dan Hutcheson szerint a belgiumi Imec kutatóközpont egy másik, következő generációs technológia mellett kötelezte el magát, amely több chipgyártó érdeklődését is felkeltette. Ez a megoldás rétegről-rétegre építi fel a háromdimenziós szerkezeteket, ami szerinte gyártási hibák kialakulásához vezethet. „Az IBM megközelítésével sokkal jobb tranzisztorokat kapunk, amelyek gyorsabbak és kevesebb energiát fogyasztanak” - mondta Hutcheson. „Ez valóban forradalmi.”
Patrick Moorhead, a Moor Insights & Strategy elemzője szerint továbbra is kérdéses, hogy mely partnerek veszik majd át az IBM technológiáját, illetve hogy ez kerül-e elsőként kereskedelmi forgalomba. A bejelentés ugyanakkor szerinte azt mutatja, hogy a Moore-törvény haláláról szóló kijelentések túlzónak bizonyultak. „Ez annak a jele, hogy nem fogynak el a lehetőségeink, még akkor sem, ha ezt újra és újra hajlamosak vagyunk feltételezni” - mondta Moorhead.
Az iparág vezető szereplői attól tartottak, hogy a chipek miniatürizálásában már nem lehetségesek újabb áttörések. Évtizedeken át a technológiai iparág arra épített, hogy a félvezetőgyártók egyre nagyobb teljesítményt tudnak kihozni a számítógépes chipekből. Ennek köszönhetően a ma kézben elférő okostelefonok jóval nagyobb teljesítményre képesek, mint azok a számítógépek, amelyek negyven évvel ezelőtt teljes helyiségeket töltöttek meg. Miközben egyes szakértők attól tartanak, hogy a folyamatos miniatürizálás korszaka a végéhez közeledik, az IBM szerint erről még korai lenne beszélni.
A nagy technológiai vállalat ismertette chipgyártási technológiájának következő fejlesztését, amely állítása szerint további tíz évvel meghosszabbíthatja ezt az innovációs időszakot. Az IBM szerint az új gyártási eljárás a tranzisztorok előállításának egy újszerű megközelítését alkalmazza. A tranzisztorok apró kapcsolóként működnek a mikroprocesszorokban és más chipekben. Az új technológiával egy köröm méretű chipre közel kétszer annyi tranzisztor zsúfolható, mint a vállalat 2021-ben bemutatott előző technológiájával. A cég szerint ez 50 százalékkal nagyobb számítási teljesítményt és 70 százalékkal jobb energiahatékonyságot eredményez.
Mindkét tulajdonságra rendkívül nagy az igény, különösen a mesterséges intelligenciát kiszolgáló adatközpontok építéséért folyó versenyben. Az energiaellátás különösen súlyos korlátot jelent, mivel az energiaigényes MI-chipek miatt egyes esetekben késedelmet szenvednek azok az adatközpont-beruházások, amelyek nem tudnak megfizethető áron elegendő villamos energiához jutni. „Mindenki nagyobb teljesítményt akar, de senki sem szeretne többet fizetni az áramért” - mondta Huiming Bu, az IBM alelnöke, aki a vállalat chipkutatási és fejlesztési részlegét vezeti, egy újságíróknak tartott háttérbeszélgetésen.
Az IBM, bár a félvezetőipar egyik úttörője volt, ma már nem gyárt és nem értékesít chipeket. A New York állambeli Albanyban működő laboratóriumának mérnökei azonban továbbra is új technológiákat fejlesztenek ki arra, miként lehet a szilíciumlapkákat chipekké alakítani. Ezeket az eljárásokat a vállalat rendszerint licenceli a gyártóknak. Bu elmondta, hogy a technológia várhatóan öt éven belül állhat készen a piaci bevezetésre, de azt nem árulta el, kik lehetnek a lehetséges felhasználók. Korábbi licencpartnerei között szerepelt a Samsung Electronics és a japán Rapidus is.
Az IBM bejelentéséről tájékoztatott iparági elemzőket lenyűgözte az új fejlesztés, ugyanakkor megjegyezték, hogy az új megközelítésnek komoly versenytársakkal kell majd megküzdenie. „Ez óriási jelentőségű fejlesztés” - mondta Dan Hutcheson, a TechInsights elemzője. „Lényegében további 10-15 évvel hosszabbítja meg az iparág fejlődési ütemtervét.” A chipipar fejlődési ütemterve tulajdonképpen a Moore-törvény rövid megnevezése. Ezt az Intel társalapítójának, Gordon Moore-nak tulajdonított, gyakran idézett elvet a chipek fejlődésének alapvető szabályaként tartják számon. A "törvény" szerint a vállalatok egy-két évente kétszer annyi tranzisztort képesek egyetlen chipre zsúfolni, ami növeli a teljesítményt, miközben csökkenti az egy tranzisztorra jutó költséget.
A chipgyártás azonban annyira költségessé vált, hogy a kisebb tranzisztorok előállításából származó költségelőnyök mára gyakorlatilag eltűntek. Emiatt az iparág vezetői közül többen, köztük Jensen Huang, az Nvidia vezérigazgatója, úgy nyilatkoztak, hogy a Moore-törvény halott. A számítási teljesítmény és az adattárolási kapacitás ugyanakkor tovább javult a még kisebb tranzisztoroknak köszönhetően.
A miniatürizálás eredményeit gyakran nanométerben, vagyis a méter egymilliárdod részében adják meg, bár ez az elnevezés ma már kevésbé jelent pontos fizikai méretet, inkább marketingkifejezésként szolgál az egyes technológiai generációk megkülönböztetésére. A Taiwan Semiconductor Manufacturing Company például nagyjából 2 nanométeres technológiával gyárt chipeket. Az Intel hasonló fejlesztését 1,8 nanométeres technológiaként említi. Az IBM az új gyártási eljárását 0,7 nanométeres technológiának nevezi, amely elsőként lépi át az 1 nanométeres határt. Az alapját jelentő újítás, amelyet a vállalat először egy évvel ezelőtt ismertetett, az úgynevezett „nanostack” tranzisztor.
Ez a legújabb példája annak a megközelítésnek, amelyben a tranzisztorokat háromdimenziós szerkezetekből építik fel. Ezek apró felhőkarcolókhoz hasonlítanak, amelyek a chip felszínéből emelkednek ki, ahelyett hogy egyszerűen csak oldalirányban zsugorítanák a tranzisztorokat. A TSMC és az Intel a közelmúltban egy új, háromdimenziós szerkezetet vezetett be, az úgynevezett nanosheet tranzisztort, amelynek kifejlesztésében szintén jelentős szerepet játszott az IBM. Az IBM legújabb megoldása ennél egy lépéssel tovább megy. A vállalat szerint két, nanosheet típusú tranzisztorokat tartalmazó szilíciumlapkát vesznek, majd az egyiket fejjel lefelé a másikra illesztik, így egy olyan kompakt szerkezet jön létre, amely függőlegesen kapcsol össze két különböző tranzisztortípust.
Dan Hutcheson szerint a belgiumi Imec kutatóközpont egy másik, következő generációs technológia mellett kötelezte el magát, amely több chipgyártó érdeklődését is felkeltette. Ez a megoldás rétegről-rétegre építi fel a háromdimenziós szerkezeteket, ami szerinte gyártási hibák kialakulásához vezethet. „Az IBM megközelítésével sokkal jobb tranzisztorokat kapunk, amelyek gyorsabbak és kevesebb energiát fogyasztanak” - mondta Hutcheson. „Ez valóban forradalmi.”
Patrick Moorhead, a Moor Insights & Strategy elemzője szerint továbbra is kérdéses, hogy mely partnerek veszik majd át az IBM technológiáját, illetve hogy ez kerül-e elsőként kereskedelmi forgalomba. A bejelentés ugyanakkor szerinte azt mutatja, hogy a Moore-törvény haláláról szóló kijelentések túlzónak bizonyultak. „Ez annak a jele, hogy nem fogynak el a lehetőségeink, még akkor sem, ha ezt újra és újra hajlamosak vagyunk feltételezni” - mondta Moorhead.