Att stapla digitala kretsar är en nödvändig utveckling för att kunna fortsätta skala dem samtidigt som mindre tillverkningstekniker blir allt svårare att utveckla. Nu har forskare på Stanford tagit fram en ny generation kretsar där minne och processor blir ett, med mångfaldigt bättre prestanda.
Vi ser allt fler typer av kretsar som staplas på höjden för att kringgå de problem som finns med att fortsätta expandera helt platta komponenter. För att få in fler transistorer och därmed bättre prestanda eller mer minne i en krets behöver man traditionellt använda en ny, mindre tillverkningsteknik så att fler får plats på samma yta, någonting som blir allt svårare och dyrare att åstadkomma. Genom att helt enkelt stapla kretsarna på varandra kan man istället skala kretsen även på höjden.
Bättre kommunikation mellan lager
Den utvecklingen har flera fördelar, men också flera hinder. Idag sker kontakten mellan olika lager i kretsarna med hjälp av så kallade TSV:s, eller Through Silicon Vias, som är enklare elektriska kopplingar mellan varje lager. Det låter lagrena kommunicera med varandra, men inte lika effektivt som två komponenter på samma lager kan kommunicera.
Nu har forskare på Stanford tagit fram en ny typ av krets baserad på staplade komponenter, med flera viktiga milstolpar. Istället för att använda traditionella TSV:s används CNT:s, transistorer byggda med nanorör som sträcker sig genom flera lager. Det betyder att man istället för att använda TSV:s, som kan ses som enkla kablar, istället kan bygga komplexa ariktekturer mellan olika lager och låta dem kommunicera effektivare och på fler sätt än tidigare.
Dessutom så kan minne och logikkretsar (processorer) staplas i samma krets, så att ett lager minne exempelvis kan ligga mellan två processorlager och vice versa. På så sätt behöver inte minnet byggas i en separat komponent, och minne och processor kan kommunicera med högre bandbredd och med kortare responstid.
Mångdubblad prestanda i mobila enheter
Enligt forskarna bakom projektet innebär de nya kretsarna att systemkretsar kan byggas med markant mycket högre effektivitet än tidigare, med många gånger högre bandbredd och beräkningskraft, och ge ”kraften från en superdator” i en handhållen enhet. Sistnämnda är givetvis en hyperbol, men av allt att döma kan den här typen av mer förenade staplade kretsar öppna flera intressanta dörrar inte minst för mobil teknik.
Givetvis finns också en del punkter som behöver finslipas innan vi kan få se en sådan här processor i en konsumentprodukt – det resistiva minnet (RRAM) som används är exempelvis långt ifrån den snabbaste minnestekniken på marknaden. Det här är något som antagligen kommer tas upp när en prototypkrets visas upp på IEDM-konferensen i San Francisco redan idag.
Källa: Phys.org
Verkar som att vi får leva med vanliga kiselprocessorer ett tag till nu när dom börjar bygga på höjden ,inge grafen eller ljus utan kisel ett tag till då. ska bli intressant & se vart det bärkar hän
Intressant artikel, håller tummarna för att man kan tillverka högpresterande kretsar med denna tekniken, det skulle göra gott både för CPU och GPU. 🙂
Jag undrar om det inte blir problem med värmeutveckligen i kretsen? Eftersom man packar ihop flera lager med kretsar så stänger man ju inne värmen, eller missar jag något?
[quote name=”raven76″]Jag undrar om det inte blir problem med värmeutveckligen i kretsen? Eftersom man packar ihop flera lager med kretsar så stänger man ju inne värmen, eller missar jag något?[/quote]
Problemet är väl i så fall att värmeutvecklingen per ytenhet ökar. Men samtidigt så blir det färre och kortare ledningsbanor så totala energiutvecklingen går ner.
Problemet är inte heller värmeledning inom materialet. Det är inget isolerande mellanlager så värmen kan flöda upp till ytan lätt. Barriären ut genom IHS och kylpasta är nog ett större problem i sammanhanget och det har vi ju oavsett staplade kretsar eller ej.
[quote name=”-Boris-”][quote name=”raven76”]Jag undrar om det inte blir problem med värmeutveckligen i kretsen? Eftersom man packar ihop flera lager med kretsar så stänger man ju inne värmen, eller missar jag något?[/quote] Problemet är väl i så fall att värmeutvecklingen per ytenhet ökar. Men samtidigt så blir det färre och kortare ledningsbanor så totala energiutvecklingen går ner.Problemet är inte heller värmeledning inom materialet. Det är inget isolerande mellanlager så värmen kan flöda upp till ytan lätt. Barriären ut genom IHS och kylpasta är nog ett större problem i sammanhanget och det har vi ju oavsett staplade kretsar eller ej.[/quote] Jag visste… Läs hela »
[quote name=”Ase”]Verkar som att vi får leva med vanliga kiselprocessorer ett tag till nu när dom börjar bygga på höjden ,inge grafen eller ljus utan kisel ett tag till då. ska bli intressant & se vart det bärkar hän[/quote] Faktum är att den här processorn skulle kunna ses som en hybrid mellan en kisel- och en grafenprocessor. Transistorerna som löper mellan lagren är tillverkade i nanorör, som i sin tur är en form av grafen. 🙂 [quote name=”raven76″]Jag undrar om det inte blir problem med värmeutveckligen i kretsen? Eftersom man packar ihop flera lager med kretsar så stänger man ju… Läs hela »
Just i minneskretsar så är det ju väldigt trevligt med Nand teknologi. Frågan är precis som ni säger, hur man överför dewtta på processorkretsar.Jag tror inte att vi kommer att se så stora framsteg på en konsumentmarknad på flera år. Om inte Intel visar oss vad som sker bakom stängda dörrar.Teknologin ligger ju väldigt långt före vad som finns ute på marknaden just nu. Riktigt tråkigt, men man får väll bara hoppas på att det röda laget har ett riktigt ess i bakfickan. Grafen känns ju rätt nära. Har faktiskt fått se några experiment med grafen i kretsar, men det… Läs hela »