- 27,141
- 46
- 8 Ноя 2022
Первый параллельный чип на двумерном материале показывает, чем инженеры могут заменить кремний, когда уменьшать транзисторы дальше станет слишком трудно.
У кремниевых чипов появился конкурент толватели Нанкинского университета, Сучжоуской лаборатории и Huawei создали экспериментальный многобитный параллельный процессор на дисульфиде молибдена, двумерном полупроводнике толщиной около 0,6 нанометра. Нанкинский университет называет разработку первым в мире процессором такого класса на двумерном материале.
Процессор получил название «Мэнци-1000» (MAGIC-1000). Результаты работы опубликованы 26 мая в журнале Nature Electronics. На кристалле разместили 1433 транзистора, соединённых четырьмя металлическими слоями. Плотность интеграции достигла примерно 9336 транзисторов на квадратный миллиметр. По данным университета, показатель в 14 раз превышает уровень прежних экспериментальных чипов на новых некремниевых материалах.
Современные процессоры десятилетиями развивались за счёт уменьшения кремниевых транзисторов. Чем меньше элементы, тем больше вычислительных блоков удаётся разместить на той же площади. Однако дальнейшее уменьшение кремниевых структур всё чаще сталкивается с утечками тока, нагревом и усложнением производства.
Дисульфид молибдена интересует инженеров именно потому, что материал изначально существует в виде почти атомарно тонкого слоя. Такая структура позволяет сохранять управление движением электронов на масштабах, где кремнию становится всё сложнее работать эффективно. До сих пор двумерные полупроводники в основном использовали в отдельных транзисторах или небольших демонстрационных схемах, а полноценный процессор оставался трудной задачей.
Команда совместила промышленный технологический процесс с лабораторной обработкой двумерного материала. Многослойные металлические соединения изготовили по зрелой 0,5-микрометровой технологии, после чего исследователи интегрировали чувствительный слой дисульфида молибдена на завершающем этапе. Такой порядок позволил избежать повреждений, которые могли бы возникнуть при высокотемпературной обработке.
«Мэнци-1000» умеет хранить данные во встроенном регистровом файле и выполнять арифметические операции над несколькими битами параллельно. Внутренняя память процессора построена на 980 транзисторах. Устройство работает на тактовой частоте 1 кГц, поэтому сравнивать прототип с серийными процессорами для смартфонов или серверов пока рано.
Ценность разработки связана не со скоростью, а с самим переходом от отдельных элементов к работающей вычислительной схеме. Исследователи показали, что двумерный полупроводник может служить основой для процессора с внутренним хранением данных и параллельными вычислениями. Участие Huawei указывает, что команда рассматривает технологию не только как лабораторный эксперимент, но и как возможный путь к производству будущих чипов после того, как дальнейшее уменьшение кремния станет слишком сложным и дорогим.
У кремниевых чипов появился конкурент толватели Нанкинского университета, Сучжоуской лаборатории и Huawei создали экспериментальный многобитный параллельный процессор на дисульфиде молибдена, двумерном полупроводнике толщиной около 0,6 нанометра. Нанкинский университет называет разработку первым в мире процессором такого класса на двумерном материале.
Процессор получил название «Мэнци-1000» (MAGIC-1000). Результаты работы опубликованы 26 мая в журнале Nature Electronics. На кристалле разместили 1433 транзистора, соединённых четырьмя металлическими слоями. Плотность интеграции достигла примерно 9336 транзисторов на квадратный миллиметр. По данным университета, показатель в 14 раз превышает уровень прежних экспериментальных чипов на новых некремниевых материалах.
Современные процессоры десятилетиями развивались за счёт уменьшения кремниевых транзисторов. Чем меньше элементы, тем больше вычислительных блоков удаётся разместить на той же площади. Однако дальнейшее уменьшение кремниевых структур всё чаще сталкивается с утечками тока, нагревом и усложнением производства.
Дисульфид молибдена интересует инженеров именно потому, что материал изначально существует в виде почти атомарно тонкого слоя. Такая структура позволяет сохранять управление движением электронов на масштабах, где кремнию становится всё сложнее работать эффективно. До сих пор двумерные полупроводники в основном использовали в отдельных транзисторах или небольших демонстрационных схемах, а полноценный процессор оставался трудной задачей.
Команда совместила промышленный технологический процесс с лабораторной обработкой двумерного материала. Многослойные металлические соединения изготовили по зрелой 0,5-микрометровой технологии, после чего исследователи интегрировали чувствительный слой дисульфида молибдена на завершающем этапе. Такой порядок позволил избежать повреждений, которые могли бы возникнуть при высокотемпературной обработке.
«Мэнци-1000» умеет хранить данные во встроенном регистровом файле и выполнять арифметические операции над несколькими битами параллельно. Внутренняя память процессора построена на 980 транзисторах. Устройство работает на тактовой частоте 1 кГц, поэтому сравнивать прототип с серийными процессорами для смартфонов или серверов пока рано.
Ценность разработки связана не со скоростью, а с самим переходом от отдельных элементов к работающей вычислительной схеме. Исследователи показали, что двумерный полупроводник может служить основой для процессора с внутренним хранением данных и параллельными вычислениями. Участие Huawei указывает, что команда рассматривает технологию не только как лабораторный эксперимент, но и как возможный путь к производству будущих чипов после того, как дальнейшее уменьшение кремния станет слишком сложным и дорогим.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
