La performance des puces IBM 7nm double la loi de Moore jusqu'en 2018

La loi de Moore est un de ces miracles de la vie moderne que nous tenons tous pour acquis, comme les épiceries et les dentistes avec anesthésie..

Depuis 50 ans, les processeurs informatiques doublent leurs performances. Qu'est-ce que la loi de Moore et quel est son rapport avec vous? [MakeUseOf explique] Qu'est-ce que la loi de Moore et en quoi elle a à voir avec vous? [MakeUseOf explique] La malchance n'a rien à voir avec la loi de Moore. Si c'est votre association, vous la confondez avec la loi de Murphy. Cependant, vous n'étiez pas loin parce que la loi de Moore et la loi de Murphy… Plus de dollars par centimètre carré tous les 1-2 ans. Cette tendance exponentielle nous a permis de passer des 500 flop d’ENIAC (opérations en virgule flottante par seconde) à environ 54 pétaflops du supercalculateur le plus puissant au monde, le Tianhe-2. Cela représente une amélioration d'environ 10 000 milliards de dollars en moins d'un siècle. C'est incroyable à en juger.

Ce succès est si fiable depuis si longtemps qu'il est devenu une vérité banale de l'informatique.

Nous le prenons pour acquis.

C'est pourquoi c'est si effrayant que tout cela pourrait s'arrêter dans un proche avenir. Un certain nombre de limites physiques fondamentales convergent pour mettre un terme à la progression des puces informatiques traditionnelles en silicium. Bien qu'il y ait une technologie informatique théorique Les dernières technologies informatiques qu'il faut voir pour croire Les dernières technologies informatiques pour qu'il soit capable de croire Découvrez quelques-unes des dernières technologies informatiques susceptibles de transformer le monde de l'électronique et des PC au cours des prochaines années. . Lire plus qui pourrait résoudre certains de ces problèmes, il n'en reste pas moins que les progrès sont en train de ralentir. L'époque où les ordinateurs s'amélioraient de façon exponentielle pourrait bien finir.

Mais pas encore.

Une nouvelle découverte d'IBM montre que la loi de Moore a encore des jambes. Un groupe de recherche dirigé par la société a présenté un prototype de processeur avec des composants de transistor d’une largeur de 7 nanomètres. C'est deux fois moins que la technologie actuelle de 14 nanomètres (et quatre fois plus performante), ce qui porte au moins 2018 la disparition de la loi de Moore..

Alors, comment cette percée a-t-elle été réalisée? Et quand pouvez-vous espérer voir cette technologie dans de vrais appareils??

Vieux Atomes, Nouveaux Trucs

Le nouveau prototype n'est pas une puce de production, mais il a été produit à l'aide de techniques évolutives sur le plan commercial qui pourraient être commercialisées dans les prochaines années (selon la rumeur, IBM voudrait que la puce soit commercialisée en premier sur la période 2017-2018. produit de IBM / SUNY, un laboratoire de recherche de l’IBM qui a collaboré avec l’Université d’État de New York, auquel ont participé plusieurs sociétés et groupes de recherche, dont SAMSUNG et Global Foundries, société pour laquelle IBM débourse environ 1,3 milliard de dollars sur son aile de fabrication de puce non rentable.

Fondamentalement, le groupe de recherche d’IBM a deux améliorations clés cela a rendu cela possible: développer un meilleur matériau et développer un meilleur procédé de gravure. Chacune de ces solutions surmonte un obstacle majeur au développement de processeurs plus denses. Regardons chacun de ceux-ci à son tour.

Meilleur matériel

L'un des obstacles aux transistors plus petits est simplement le nombre d'atomes en diminution. Un transistor 7 nm a des composants qui ne sont que d'environ 35 atomes de silicium. Pour que le courant puisse circuler, les électrons doivent sauter physiquement d'une orbitale à l'autre. Dans une plaquette de silicium pure, comme cela a été utilisé traditionnellement, il est difficile, voire impossible, d'obtenir un courant suffisant pour circuler dans un aussi petit nombre d'atomes..

Pour résoudre ce problème, IBM a dû abandonner le silicium pur au profit d’un alliage de silicium et de germanium.. Cela a un avantage clé: il augmente soi-disant “motilité des électrons” - la capacité des électrons à circuler à travers le matériau. Le silicium commence à mal fonctionner à l’échelle 10 nanomètres, ce qui explique en partie l’essoufflement des efforts visant à mettre au point des processeurs 10 nm. L’ajout de germanium dépasse cette barrière.

Gravure plus fine

Il y a aussi la question de savoir comment façonner des objets aussi minuscules. La façon dont les processeurs informatiques Qu'est-ce qu'un processeur et que fait-il? Qu'est-ce qu'un processeur et que fait-il? Les acronymes informatiques sont source de confusion. Qu'est-ce qu'un processeur quand même? Et ai-je besoin d'un processeur quad ou dual-core? Qu'en est-il d'AMD ou d'Intel? Nous sommes là pour vous aider à expliquer la différence! Read More est produit à l’aide de lasers extrêmement puissants, ainsi que de diverses optiques et pochoirs permettant de créer des fonctions minuscules. La limitation ici est la longueur d'onde de la lumière, ce qui impose une limite à la précision avec laquelle nous pouvons graver des caractéristiques.

Pendant longtemps, la fabrication de puces s'est stabilisée autour d'un laser à fluorure d'argon, avec une longueur d'onde de 193 nanomètres. Vous remarquerez peut-être qu'il s'agit d'un peu plus grand que les caractéristiques de 14 nanomètres avec lesquelles nous avons gravé. Heureusement, la longueur d'onde n'est pas une limite stricte à la résolution. Il est possible d’utiliser des interférences et d’autres astuces pour améliorer la précision. Cependant, les fabricants de puces ont commencé à manquer d'idées intelligentes et un changement majeur est maintenant nécessaire..

IBM a adopté cette idée en utilisant une source de lumière EUV (Extreme Ultra Violet), d’une longueur d’onde de 13,5 nanomètres seulement. Ceci, en utilisant des astuces similaires à celles utilisées avec le fluorure d'argon, devrait nous donner une résolution de gravure de seulement quelques nanomètres avec davantage de développement..

Malheureusement, il faut également jeter la plupart de nos connaissances en matière de fabrication de puces, ainsi que la plupart des infrastructures technologiques développées, la raison pour laquelle la technologie a mis si longtemps à se concrétiser.

Cette technologie ouvre la voie à la poursuite du développement de la loi de Moore jusqu'à la limite quantique - le point où l'incertitude quantique autour de la position d'un électron est plus grande que le transistor lui-même, ce qui provoque un comportement aléatoire des éléments du processeur. À partir de là, véritablement nouvelle technologie Ordinateurs Quantum: la fin de la cryptographie? Ordinateurs quantiques: la fin de la cryptographie? L'informatique quantique est une idée qui existe depuis longtemps - la possibilité théorique a été introduite en 1982. Au cours des dernières années, le domaine s'est rapproché de l'aspect pratique. Read More sera nécessaire pour pousser l'informatique plus loin.

Les cinq prochaines années de fabrication de puces

Intel a toujours du mal à produire un processeur viable à 10 nm. Il n'est pas exclu que la coalition d'IBM puisse les battre à outrance. Si cela se produit, cela indique que le rapport de forces dans l'industrie des semi-conducteurs s'est finalement éloigné de Intel..

L'avenir de la loi de Moore est incertain. Cependant, l'histoire se termine, elle sera tumultueuse. Les royaumes seront gagnés et perdus. Il sera intéressant de voir qui se retrouvera au sommet lorsque toute la poussière sera retombée. Et, à court terme, il est bon de savoir que la marche imparable du progrès humain ne se ralentira pas avant au moins quelques années encore.

Êtes-vous excité pour les puces plus rapides? Inquiet de la fin de la loi de Moore? Faites le nous savoir dans les commentaires!

Crédits d'image: puce électronique via Shutterstock, “Silicium croda”, “Laser argon-ion,” “Logotype Intel,” par Wikimedia

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