В процессе тестирования прототип продемонстрировал на 50% более высокие показатели производительности.
Компания IBM представила революционную технологию создания микросхем NanoStack — первую в мире архитектуру с транзисторами размером менее 1 нанометр (7 ангстрем). На кристалле, размером с ноготь, расположено почти 100 миллиардов транзисторов.
В процессе лабораторных исследований прототип продемонстрировал на 50% более высокую производительность и на 70% лучшую энергоэффективность по сравнению с существующими 2-нм чипами IBM, а также 40% увеличение масштабируемости встроенной памяти SRAM. Ожидается, что коммерческое производство начнется не ранее чем через пять лет.
Вместо дальнейшего горизонтального уменьшения размеров транзисторов, которое сталкивается с физическими ограничениями атомного уровня, специалисты IBM предложили вертикальный подход. Технология NanoStack организует транзисторные слои в трехмерной нанолистовой архитектуре, разделяя n- и p-транзисторы на отдельные уровни. Это позволяет оптимизировать материалы для каждого типа независимо, почти вдвое увеличивая плотность размещения по сравнению с 2-нм техпроцессом, представленным IBM в 2021 году.
Профессор Алан Вудворд из Университета Суррея сопоставил новый подход со строительством «стоэтажного небоскреба» вместо одноэтажных зданий: по его мнению, ближайшие конкуренты Intel и Samsung находятся на уровне «30–50 этажей».
Данный метод обходит основное ограничение закона Мура, который на протяжении десятилетий предписывал удвоение числа транзисторов каждые два года. Главная проблема заключается в отводе тепла: плотно уложенные слои выделяют тепло, которое сложнее рассеивать. Также возрастают требования к выравниванию пластин — слои должны соединяться с максимальной точностью, иначе сбои неизбежны. Исследователи отмечают, что при слишком тонких зазорах транзисторы могут неправильно выключаться, нивелируя преимущества в плотности.
Благодаря нашей новой архитектуре NanoStack мы не просто уменьшаем размеры транзисторов, мы заново изобретаем способ производства микросхем, чтобы обеспечить значительно большую мощность и энергоэффективность,— заявил Джей Гамбетта, директор IBM Research и научный сотрудник IBM.
