211service.com
Intel: Chips kommer att behöva offra hastighetsvinster för energibesparingar
Flytta dig över, silikon.
Intel, världens största kretstillverkare, förbereder sig för att ta till sig alternativ till den teknik som har upprätthållit datoranvändning i mer än 50 år. William Holt, som leder företagets teknik- och tillverkningsgrupp, sa i veckan att för att chips ska fortsätta att förbättras kommer Intel snart att behöva börja använda fundamentalt ny teknik.
Holt sa att Intel ännu inte vet vilken ny chipteknologi den kommer att använda, även om den måste tas i bruk om fyra eller fem år. Han pekade på två möjliga kandidater: enheter som kallas tunneltransistorer och en teknik som kallas spintronics. Båda skulle kräva stora förändringar i hur chips designas och tillverkas, och skulle sannolikt användas tillsammans med kiseltransistorer.
Den nya tekniken som Holt citerade skulle dock inte erbjuda hastighetsfördelar jämfört med kiseltransistorer, vilket tyder på att chips kan sluta bli snabbare i den takt som teknikindustrin har varit van vid. De nya teknologierna skulle dock förbättra energieffektiviteten hos chips, något som är viktigt för många ledande användningar av datorer idag, som molnberäkningar, mobila enheter och robotteknik.
Vi kommer att se stora övergångar, sa Holt när han talade vid International Solid State Circuits Conference i San Francisco. Den nya tekniken kommer att vara fundamentalt annorlunda.
En Intel-processor.
Chipindustrin har i decennier styrts av Moores lag, formulerad av Intels medgrundare Gordon Moore 1965, vilket har blivit en förkortning för ständiga, snabba framsteg i datorernas kapacitet. Moore föreslog att företag skulle fördubbla antalet transistorer på ett visst område av ett chip vartannat år för att fortsätta göra bättre presterande chip utan att kosta ur kontroll. Intel och andra har producerat processorer med allt större antal allt mindre och billigare kiseltransistorer för att hålla den förutsägelsen vid liv. Samtidigt har transistorer blivit mycket mer energieffektiva. Tillsammans har dessa trender möjliggjort utvecklingen av superdatorer och bärbara datorer, smartphones och självkörande bilar.
Holt sa att de kommer att fortsätta att hålla i ytterligare två generationer, bara fyra eller fem år, då kiseltransistorer bara kommer att vara sju nanometer stora.
En av de två tekniker som Holt nämnde som kan fylla den luckan, tunneltransistorer , verkar dock långt ifrån kommersialisering DARPA och industrikonsortiet Semiconductor Research Corporation finansierar forskning om enheterna. De drar fördel av kvantmekaniska egenskaper hos elektroner som skadar prestandan hos konventionella transistorer och som har blivit mer problematiska i takt med att transistorerna har blivit mindre.
Kretsarna i en Intel-processor.
Spintronic-enheter är närmare kommersiell produktion och kan till och med komma ut på marknaden nästa år. De representerar digitala bitar genom att växla mellan två olika tillstånd kodade till en kvantmekanisk egenskap hos partiklar som elektroner som kallas spin. Kang Wang , en elektroingenjör vid University of California, Los Angeles, som arbetar med spintronics, säger att Holts kommentarer passar med hans egna förväntningar på att spintronics kommer att dyka upp i några lågeffektminneschips under det närmaste året eller så, kanske i högeffektsgrafik kort.
Till exempel, Toshiba meddelade förra året att den hade utvecklat en experimentell spintronisk minnesuppsättning som förbrukade 80 procent mindre ström än SRAM, en typ av höghastighetsminne.
Tunneltransistorer och spintronik har dock båda nackdelar utöver det faktum att de skulle kräva regenginering i grossistledet av Intels tillverkningsprocesser. Krympande kiseltransistorer för att hålla Moores lag vid liv har gjort successiva generationer av chips både kraftfullare och mindre energikrävande. Men de två nya teknologierna kan inte fungera på data lika snabbt som kiseltransistorer. De bästa rena teknikförbättringarna vi kan göra kommer att ge förbättringar i energiförbrukningen men kommer att minska hastigheten, sa Holt.
Det tyder på att Moores lag som vi har känt den kan komma att ta slut. Men Holt hävdade att fortsatta vinster i energieffektivitet, inte rå datorkraft, är viktigast för de saker som krävs av datorer idag.
Särskilt när vi tittar på sakernas internet kommer fokus att flyttas från hastighetsförbättringar till dramatiska kraftminskningar, sa Holt. Ström är ett problem över hela datorspektrumet. Koldioxidavtrycket från datacenter som drivs av Google, Amazon, Facebook och andra företag växer i en alarmerande takt. Och chipsen som behövs för att ansluta många fler hushålls-, kommersiella och industriella föremål från brödrostar till bilar till Internet kommer att behöva dra så lite ström som möjligt för att vara lönsam.