Представлен первый в мире процессор на транзисторах из углеродных нанотрубок / процессор :: углерод :: нанотрубки :: технологии

блуждающий

процессоруглероднанотрубкитехнологии

Представлен первый в мире процессор на транзисторах из углеродных нанотрубок

Стартап SkyWater и компания Analog Devices продемонстрировали первый успешный запуск компьютера, процессор которого построен на базе углеродных нанотрубок. Ожидается, что новая технология станет альтернативой полупроводникам, исчерпывающим свои возможности с точки зрения техпроцесса.

На основе транзисторов на углеродных трубках инженеры SkyWater и Analog Devices представили первый 32-битный CPU с 16-битной адресацией памяти и 14 тысячами транзисторов. Рабочий образец ПК на основе необычного процессора во время презентации «произнёс» первые слова, которыми стали Hello, World!

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

Проблема в изготовлении таких процессоров заключается в том, что учёные пока не изобрели технологии, которая бы позволяла выращивать углеродные трубки с чёткой геометрией. Разработка SkyWater и Analog Devices — ещё один шаг на пути к получению положительного результата в контролируемом процессе производства транзисторов нового типа.

Источник

https://arstechnica.com/science/2019/08/16-bit-risc-v-processor-made-with-carbon-nanutubes/

Отличный комментарий!

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

01.09.2019, 19:18

+42,4

А есть кто обьяснит на пальцах почему текущие транзисторы уже не торт? Совсем не шарю в теме.

01.09.2019, 19:11

+12,5

А я тут рядом посижу, тоже интересно

01.09.2019, 19:17

+7,7

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

01.09.2019, 20:32

+3,2

А по мне так развитие альтернатив в любом случае - это путь к прогрессу. Т.к. из новых видов условного "изделия" можно получить более хороший результат используя другие материалы. Или не получить, но приспособить полученый опыт для чего либо другого, ну как всегда в науке, вы знаете.

01.09.2019, 20:39

+8,5

Именно так мы и пришли к гомоебле

01.09.2019, 23:36

+5,3

и к животноводству!

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

02.09.2019, 09:24

+3,2

потому что тяжко делать транзисторы размером меньше атомов из которых состоят транзисторы...

01.09.2019, 23:39

+5,4

А как нанотрубки помогают преодолеет это ограничение?

02.09.2019, 04:29

+2,8

Протыкают атомы к хуям и те сдуваются уменьшаясь в объемах...

02.09.2019, 08:55

+2,8

Хорошо хоть не хуем.

Гендальф

02.09.2019, 15:53

-0,1

Современные транзисторы стали уже настолько малы, что начинают проявляться квантовые эффекты, в результате которых перемещение свободных электронов в кристаллической решетке кремния, плохо влияет на их работу.

01.09.2019, 19:19

+19,3

Разве это уже насущная проблема? Я знал что это теоретический лимит миниатюризации, но не думал что технология уже так близко к нему подошла.
Вообще ещё слышал что охлаждение всё более и более проблематично с каждым новым, более мелким, процессом

01.09.2019, 19:22

+2,0

При размере в 22 нм. в таких транзисторах всего 50 атомов кремния, из за этого размер запретной зоны становится слишком мал и свободный электрон может её проскочить и занять "дырку".

01.09.2019, 19:26

+12,5

емнип, то об этом писали на хабре ещё когда он был цельным. то есть лет 5 назад уже амд (вроде) выкладывала статьи о том, почему у интелла проблемы с производством какой-то конкретной серии. и ещё тогда они уже говорили что почти уперлись в физический полоток

01.09.2019, 19:46

+8,1

habr опять целый, а ведь целая эпоха с geektimes.ru прошла ;)

01.09.2019, 20:10

+2,9

И слава Босху. Разделение было глупой идеей.

01.09.2019, 21:20

+0,3

Разделение было хорошей темой потому что хабр начал засираться левыми вещами и превращаться в помойку. Отделение гиктаймс было попыткой убрать хайпожоров и любящих посрать в комменты про айфоны в отдельную резервацию оставив хабр для самих пограммистов.

02.09.2019, 05:06

+1,9

я очень плохо помню, но вроде бы проблема как раз в том, что из-за квантовых эффектов энергия все больше утекает в тепло и они жутко греются.

01.09.2019, 20:06

+1,1

Греются они от огромного сопротивления в проводнике с микроскопической площадью сечения.
А "квантовая проблема" возникает от туннельного эффекта - способности частиц с очень малой массой с некоторой вероятностью проникать через тонкие барьеры. Видимо затворы транзисторов стали уже настолько тонкими что электроны начинают иногда проходить сквозь них.

01.09.2019, 20:19

+4,9

Звучит правдоподобно.

01.09.2019, 21:30

+0,1

Транзистор из полу проводников, где логические да и нет. Да пропускает, а нет имеет допуск к непропусканию, но всё же имеет погрешность.

01.09.2019, 21:33

0,0

У процов кпд 0.000...01%, там в любом случае почти все электроничество что придет на проц, выйдет теплом

02.09.2019, 13:00

-0,2

Прости пожалуйста, а оставшаяся энергия на что идет? Очень интересно.

02.09.2019, 13:56

-0,1

На противостояние энтропии, так как информация это упорядочивание

02.09.2019, 14:03

-1,0

В общих чертах - мы почти дошли до предела уменьшения транзисторов. На меньших уже сказываются квантовые эффекты типа туннелирования электронов и т.д., а уменьшение техпроцесса было основным фактором увеличения производительности ЦП. Собственно появление многоядерных процов = проще фигачить сложнейшую архитектуру, чем уменьшать техпроцесс.

01.09.2019, 19:21

+11,0

Прочитал на одном форуме комментарий, что пора бы уже делать компьютер (процессор+память+графика) полностью одним чипом, но тогда будет проблема, что нужно научиться делать чип без единого дефекта.

01.09.2019, 19:46

+0,6

Одним чипом делать память и процессор тяжело и бессмысленно пока. Неплохо выглядит система с кристаллами на подложке, когда все собирается вместе. Опять же, повышается теплонагруженность, но, современные процессора все таки поменьше кушают.
И да, сборка всего вместе позволит удешевить материнские платы тех же ноутбуков, например. Во многих из них и сейчас нет возможности апгрейда все равно.

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

01.09.2019, 20:05

+1,7

не бессмысленно, а безумно дорого

01.09.2019, 20:21

+0,6

Безумно дорого = бессмысленно, для людей, которые хотят заработать денег, выпуская свой продукт массово.
Есть, конечно, уникальные случаи типа недавнего процессора на 400к ядер, но там архитектура заранее заточена на то, чтобы можно было обойти нерабочие сектора процессора и получить годное на выходе производства. Но процессор, целиком занимающий болванку это сильно, конечно. Но, опять же, там требуется отвести такое колличество тепло, что мама не горюй. Мощность десятка чайников на площади листа бумаги.

01.09.2019, 20:37

+4,6

>Безумно дорого = бессмысленно, для людей, которые хотят заработать денег, выпуская свой продукт массово.
Смысла в соиках дохуя, но кругом капиталисты и мамкины экономисты.

01.09.2019, 22:29

-1,9

Такое уже примерно делают. Зовется правда по другому -микроконтроллеры. На возражение,что там нет видеокарты,отвечу -в некоторых есть интерфейсы для вывода изображения. Но что-то до сих пор ничего особого мощного там нет.

01.09.2019, 21:26

+0,1

Если речь идет НЕ о том, чтобы засунуть обычное x86/ARM/etc (читай фон-неймоновское) вычислительное ядро + обычную ОЗУ + обычную графику, то да.

Очень узким местом современных вычислительных систем является обмен данными с памятью. Это решают всякими ухищрениями в виде многоуровневой системы кэшей и хитрых алгоритмов префетчинга. Доступ к памяти (промах кэшей) - где-то 100 нс (сурс). (По-моим экспериментам на не скажу каком Intel проце где-то 400-800 тактов).

Поэтому есть и развиваются архитектуры, которые обходят это ограничение путем совмещения памяти и вычислительных блоков.
Первый пример - это видеокарты. У них есть большая, долгая память, но еще и каждое вычислительное ядро имеет быструю маленькую память. За счет локальности обрабатываемых данных это дает профит.
Второй пример - многочисленный ускорители нейронных сетей, появляющиеся в последнее время. По-сути это высокопоптимизированные умножатели маленьких матриц. Им нужно хранить данные весов, а также сами обрабатываемы данные, которые последовательно распространяются по слоям. Опять-таки, локальность. Не надо лазить в большую память. Поэтому кладут память рядом с вычислительными блоками.
Хорошая статья о том, как Tesla делали свой ускоритель сеток. Там это описано.

Очень вероятно, что будущее за появлением все большего количества ускорителей тех или иных операций. К сожалению, не все вычисления могут быть распараллелены и переведены на такую модель. Кроме того, остается и банальные сервисные задачи, подготовка данных, работа с устройствами, сетью, пользователем итп итд, т.е. не memory-bound и не cpu-bound, а io-bound задачи. Тут, вероятно, останутся старые, "последовательные" архитектуры еще долго.

01.09.2019, 22:30

+2,9

А эти углеродные нанотрубки как-то помогут? Звучит так как будто они подвержены тем же проблемам.

01.09.2019, 21:09

+0,8

https://ru.wikipedia.org/wiki/Международный_план_по_развитию_полупроводниковой_технологии
https://ru.wikipedia.org/wiki/Технологический_процесс_в_электронной_промышленности
Вот две статьи на вики, Но если вкратце, с каждым поколением технологий создания многотранзисторных полупроводниковых схем, размер одного транзистора уменьшался, тем самым позволяя повысить количество этих самых транзисторов на единице площади, снизить энергопотребление на один транзистор, увеличить рабочую частоту и т.д.
На сегодняшний момент начались производства процессоров по технологии 5 нм, на подходе 3нм, но всему есть предел минимальный размер кристаллической решетки кремния ~0,5 нм так что скоро кремний исчерпает свой потенциал развития и поэтому ему уже давно многие ищут замену. Вариантов много, весь вопрос в их экономической целесообразности.

01.09.2019, 19:34

+3,2

Уже же при 9 нм было пиздец сколько проблем, и больше половины чипов отбраковывалось. Вроде такое читал.

Кусачий_Свет

01.09.2019, 20:16

+1,8

Как я понимаю, это попытки вылезти на костылях и старой длине волны. Новые технологии литографии в жестком УФ немного отодвигают этот предел, но там все еще сложно, не гладко и не доработано.

01.09.2019, 22:31

+1,2

может энергопотребление и скорость не очень?

01.09.2019, 20:43

0,0

Эсли кратко: транзистор состоит с колектора, эмиттером и базы. Между коллектром и эмиттером мы имеет главный поток, а между эмиттером и базой — управляющий, меняя управляющий мы можем отключать или возобновлять главный ток. Все прослойки очень, ОЧЕНЬ тонкие в современных процессорах и дальше утончать уже некуда или электроны будут прыгать туда-сюда тупо из-за диффузии и никакой ток базы( маг поле) им не запретит переход.
Мы достигли предела вычислительной мощи 1-го ядра ещё в 2010, а сейчас идёт развитие в параллельно работающие ядра.

ПС: да, транзисторы разных типов бывают, в них разные типы подключения и много типов работы, но я написал кратко

01.09.2019, 20:51

+2,1

Потому, что размеры настолько уменьшились, что возросли сквозные токи до недопустимых уровней. Это грубо как делать солнечные очки все тоньше и тоньше, так, что когда-то они начнут пропускать солнце.
Чем меньше транзистор, тем он быстрее работает, но из-за сквозных токов начинает греться все сильнее и сильнее. Кристалл из-за перегрева выходит из строя раньше, батарей хватает на меньше времени и требуются огромные радиаторы.

01.09.2019, 22:32

+0,7

Ну вот 3 наиболее понравившиеся статьи на Хабре от проблемах разработки новых процессоров.
Все более менее разжёвано
(если есть какое то элементарно-базовое понимание как это работает).

Технологии микроэлектроники на пальцах: «закона Мура», маркетинговые ходы и почему нанометры нынче не те. Часть 1, 2, 3.
1. https://habr.com/ru/post/453438/
2. https://habr.com/ru/post/456298/
3. https://habr.com/ru/post/456306/

Может кто предложит получше, потому что я в теме дуб дубом.

01.09.2019, 22:45

+0,5

Короче основным отличием транзистора на углеродных трубках является фактическое отсутствие зоны гистерезиса, (у них нет люфта между включением и выключением)
Если по простому то из за особенностей протекания тока в "нанотрубках" энергопотребление падает ну прям ОЧЕНЬ сильно
И это если отладить технологию может дать возможность проектирования процессоров в 3D, из за больших возможностей по рассеиванию мощности
+так как сделать транзисторы меньше атомов все равно не получиться, а вот уходить в развитие сложности архитектуры - сколько угодно

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

02.09.2019, 05:21

+9,2

Твой ответ пожалуй лучший, при фактическом отсутствии переходных процессов можно задирать частоту в небеса

02.09.2019, 05:36

+1,9

в небеса нельзя, там твердь

02.09.2019, 14:17

+0,7

Мы применим бур! На углеродных трубках!

02.09.2019, 17:43

+1,6

Скай Нет - начало...

01.09.2019, 19:14

-2,6

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

01.09.2019, 19:18

+42,4

Я пришёл в комменты именно за этим. Спасибо тебе.

01.09.2019, 19:48

+5,5

Следующий шаг углеродных трубок с чёткой геометрией.

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

01.09.2019, 19:19

+18,7

пффф, даже не надейся умереть в захватывающем восстании машин. рутина убъёт тебя первой.

01.09.2019, 19:25

+12,8

Ты слишком жесток. Мы так надеемся на апокалипсис потому что жить в мире уже не интересно. Так хоть поможем интересно.

01.09.2019, 19:29

+0,9

Восстание машин уже лет десять как прошло и мы его проиграли за пару лет. Ты вот сейчас с чего свой комент написал? А на работе за чем будешь сидеть? (если элитный мамкин айтищник конечно). А чем управляются все эти новые "тесла машины". А липиздричество, газ, водичка знаешь куда денуться если компуктеры отключить на станциях? И что будет с всеми нами любимым антернетиком если компуктеры убрать?

Мы на пуповинке прочно и надолго и нас самом деле ничего страшного в этом нет, ничем ни хуже чем впадение в зависимость от наличия дубинки у пещерных людей чтоб мамонтов забивать, сородичей работать заставлять и тигров от самок отгонять. Без дубинки в те времена - усе пиздец.

01.09.2019, 23:43

-0,9

Автоматизация производства и восстание искусственной формы жизни с намерением уничтожить человечество - вещи разные, чуть более чем полностью. Так же можно сказать, что человечество поработило электричество, или что нас захватили конвеерные ленты. Можем вообще вернуться в каменный век и быть свободны от любой автоматизации и любого прогресса, охуенно же!

02.09.2019, 04:19

+2,4

Тогда мы станем рабами палок и тубареток.

Ты этого добиваешься, сука?

Макото-кун

02.09.2019, 15:32

0,0

В том плане, что твой мобильник и десктоп не хотят твоей смерти или использовать тебя как батарейку.

02.09.2019, 04:20

+0,7

Не могут ≠ не хотят

02.09.2019, 10:11

-0,1

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

02.09.2019, 04:54

+0,4

Почту-то он от кого принёс?

02.09.2019, 07:08

+0,6

Такие же роботы продолжают выполнять задачу упаковки в конверты и рассылки спама.

02.09.2019, 11:05

+0,8

Ну он вернул назад письмо,адресат выбыл,а главный ему- неси опять,может ожил.

02.09.2019, 11:31

+0,2

Не бей молотком. Подумой!

01.09.2019, 19:26

+1,1

хочу себе такую флешку

01.09.2019, 19:33

+0,9

в череп?

01.09.2019, 20:06

+0,7

Да хоть в задницу, просто дай флешку

хромированныйБог

01.09.2019, 20:13

+6,6

как тебе поможет флешка в заднице?

01.09.2019, 20:26

+0,9

Не ломай мечту человеку! Ну хочет он флешку в задницу и ладно!

01.09.2019, 20:38

+1,9

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

01.09.2019, 21:22

+8,9

Я стал ощущать этот вкус глядя на картинку...

02.09.2019, 06:28

+1,4

Все к тому идет.

,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

01.09.2019, 22:33

+0,3

Амд в эпик ах как раз и решила пойти в обход - несколько чиплетов на одной подложке - это позволит клепать очень масштабируемые процессоры, которые не будут упираться в сложность создания одиночного чиплетного дизайна. В эпика 3000 серии уже по 8 чипсетов и чип i/o. Если бы делать такое одним чипом, то ничего путного не вышло не то что в серийно производстве, а даже в мелкосерийном или штучном, ибо доля брака была бы 99,9 процента

02.09.2019, 05:29

+0,5

вот тут всю 300мм пластину на 1 чип затратили

Cerebras' chip, left is many times the size of an Nvidia graphics processor, right, popular with Al researchers.
Cerebras WSE
1.2 Trillion transistors 46,225 mm2 silicon
Largest GPU
21.1 Billion transistors 815 mm2 silicon
CEREBRAS,процессор,углерод,нанотрубки,технологии

02.09.2019, 07:52

+0,9

Это очень ограниченные партии. Для каких-либо узкоспециализированных задач, по типу обучения нейроинтерфейсов. Массового производства не будет такого, ибо всегда есть брак, а брак на такой хераборе - это огромные потери денюшек. Именно поэтому АМД пошла по пути чиплетов.

02.09.2019, 15:50

-0,1

На любые нанотрубки найдётся жопорукий программист.

01.09.2019, 20:18

+2,0

Ага , очередного уебка, по какому-то недорозумению не получающему пизды от окружающих всякий раз как называет себя "программистом" который будет хуячить графоний на редакторе надцатого уровня, сделанным пьяным школьником из кучи других редакторов и кричать что нынешние 64-ти террагерцовые процы никуда не годятся по производительности и это проблема ракальных инженеров не могущих в НТР.

01.09.2019, 23:47

+2,0

не, будущее за спинотроникой.

01.09.2019, 20:22

-0,4

Я в ПТУ реферат на эту тему "писал". В году в 2005...

01.09.2019, 21:05

+1,7

ну и хули ты ничего не создал за это время?

01.09.2019, 22:28

+1,1

Потому что как бы он на джое сидел если б отвлекался на всякую хуйню?

01.09.2019, 23:49

+2,1

У него было 4 года

02.09.2019, 01:55

+1,3

я не силён в математике, но 2019-2005 = 14

02.09.2019, 13:00

-0,1

Джой официально открылся в 2009. Пересчитывай.

02.09.2019, 16:22

+0,1

Это ты о том что если человеку сломать спину в трех местах то его требования к производительности компуктера резко занижаются?

01.09.2019, 23:48

+1,8

не, это потенциально единственный способ построить компьютер который сможет управлять фтор-водородным лазером, который сделает возможным пресловутый термоядерный реактор.

02.09.2019, 12:59

-0,1

Микропроцессор на самых больших транзисторах? Неплохо!

01.09.2019, 22:57

+1,5

Вроде же сентябрь, а не первое апреля. Какие ивенты, процессоры на углеродных трубках, которые изоляторами никогда не были...

02.09.2019, 00:52

-1,4

Не скажу за направление целой архитектуры, но году эдак в 2016 читал, вроде даже на джое, что углеродные нанотрубки можно направлять катушками Теслы.

02.09.2019, 08:21

+0,1

Эх, глядишь поменяю когда-нибудь своё ведро с гайками :(

неправильный

02.09.2019, 22:29

0,0

Чтобы написать коммент, необходимо залогиниться

Похожие посты ↓↓↓

5208101, 2586258, 5226303, 4490644, 5979970, 2661812, 2525731, 5529046, 1237569, 5399170, 4525614, 5208228, 2679819, 3296106, 5063057