Yeni 3D Bilgisayar Çipi, İşlemci Gücünü Artırmak İçin Nanoteknoloji Kullanıyor

3d bilgisayar çipiYeni bir araştırmaya göre, iki yeni nanoteknolojiyi birleştiren yeni bir 3D bilgisayar çipi türü, işlemcilerin hızını ve enerji verimliliğini önemli ölçüde arttırıyor.

Bugünün çipleri, bellek (veri depolayan) ve mantık devrelerini (verileri işleyen) ayırıyor ve işlemler gerçekleştirmek için bu iki bileşen arasında veri dolaşıyor. Ancak, bellek ve mantık devreleri arasındaki bağlantıların sınırlı olması nedeniyle, özellikle bilgisayarların her geçen gün artan miktarda veriyle uğraşması beklendiğinden, bu önemli bir tıkanıklık haline geliyor.

Daha önce, bu kısıtlama Moore yasasının etkileri tarafından maskelenmiştir . Moore yasası , bir yongaya sığabilecek transistörlerin sayısının her iki yılda iki kat arttığını ve eşlik eden performans artışı olduğunu söylüyor. Fakat yonga üreticileri, transistörlerin ne kadar küçük olabileceği konusunda fiziksel sınırlamalara girdikçe, bu eğilim yavaşladı.

Stanford Üniversitesi ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden mühendisler tarafından tasarlanan yeni prototip çipi, bellek ve mantık devrelerini yan yana değil de birbirine katlayarak aynı anda her iki sorunu da ele alıyor.

Araştırmacılar, yalnızca alanın verimli bir şekilde kullanılmasının yanı sıra, bileşenler arasındaki bağlantılar için yüzey alanını önemli ölçüde artırdığını belirtti. Geleneksel bir mantık devresi, verilerin üzerinden geçileceği her kenarda sınırlı sayıdaki pimlere sahip olur; Buna karşın, araştırmacılar kenarlar kullanmakla sınırlı kalmadılar ve mantık katmanından bellek katına çıkan dikey telleri sık sık paketlediler.

Stanford’daki elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilimleri profesörü Subhasish Mitra çalışma lideri Can Science’e, “Ayrı bellek ve bilgi işlem ile çip neredeyse iki çok kalabalık şehir gibi, ancak aralarında çok az köprü var” dedi. “Şimdi, bu iki şehri bir araya getirmedik – çok daha fazla köprü inşa ettik, böylece trafik çok daha verimli bir şekilde artırabilir” dedi.

Bunun üzerine araştırmacılar, karbon nanotüp transistörlerinden oluşan mantık devrelerini ve her ikisi de silikon teknolojilerden daha fazla enerji verimli, dirençli rastgele erişimli bellek (RRAM) olarak adlandırılan yeni bir teknolojiyi kullandılar. Bu önemlidir, çünkü veri merkezlerini çalıştırmak için gereken büyük enerji, teknoloji şirketlerinin karşı karşıya kaldığı diğer büyük zorlukları oluşturmaktadır.

Mitra, “İşlemlerin çok düşük enerjide ve işlerin hızlı bir şekilde gerçekleşmesine neden olan enerji verimliliği açısından bilgi işleme performansında 1.000 kat daha fazla gelişme sağlamak için, ihtiyacınız olan mimari bu” dedi.

Her iki yeni nanoteknolojinin konvansiyonel, silikon temelli teknolojiye kıyasla kendine özgü avantajları olsa da, yeni çipin 3D mimarisinin ayrılmaz bir parçası olduğunu da araştırmacılar dile getirdi.

Günümüzün yongaları 2D olduğu için, silikon transistörlerin bir çip üzerine imal edilmesi, alt tabakaya zarar vermeden birbirlerinin üzerine silikon devrelerin katlanmasını imkansız hale getiren 1.800 Fahrenheit (1000 santigrat derece) sıcaklık gerektiriyor.

Ancak, hem karbon nanotüp transistörleri hem de RRAM, daha düşük sıcaklıklarda (200 derece C) üretildiğinden, altta yatan devrelere zarar vermeden kolayca silikon üzerine katlanabilirler. Bu aynı zamanda araştırmacıların yaklaşımınına göre, mevcut çip üretim teknolojisi ile uyumlu hale geliyor deniyor.

Mitra, üst tabakaların çip tabanındaki soğutuculardan uzak olacağından, birçok katın üst üste yığılması potansiyel olarak aşırı ısınmaya yol açabilir. Ancak, bu sorunun mühendislik için nispeten basit olması gerektiğini ve yeni teknolojinin artan enerji verimliliği, ilk etapta daha az ısının üretildiğini gösterdi.

Ekibin tasarımının faydalarını göstermek için, çipin üstüne karbon nanotüp tabanlı sensörlerden oluşan bir katman ekleyerek bir prototip gaz dedektörü oluşturdu. Dikey entegrasyon, bu sensörlerin her birinin bir RRAM hücresine doğrudan bağlanması ve verilerin işlenebileceği hızı önemli ölçüde artırması anlamına geliyordu.Bu veriler daha sonra, limon suyu, votka ve biranın buharı arasında ayırım yapmayı sağlayan bir makine öğrenme algoritması uygulayan mantık katmanına aktarıldı.Ancak Mitra, bunun sadece bir gösteri olduğunu ve çipin çok yönlü olduğunu ve mevcut yapay zeka teknolojisini destekleyen veri ağırlıklı, derin sinir ağı yaklaşımlarına çok uygun olduğunu söyledi.

 

Kaynak: https://www.livescience.com/59855-3d-computer-chip-boosts-processing-power.html

You may also like

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir