В этом посте я, Kalvado и немножко 57fe беседуем про будущее микроэлектроники вообще и всякие нетрадиционные виды транзисторов в частности. А потом из поста мы решили перенести это сюда.

image

Tagged with →  

7 Responses to Будущее микроэлектроники вообще и всякие нетрадиционные виды транзисторов

  1. supef:

    …Обозначают эти depletion–mode транзисторы на схемах почти как обычные мосфеты, только затвор иногда отводят от центра. Всегда считал наличие стрелочки в обозначении транзистора символом p–n перехода.
    Написал 57fe, 30.04.2012 в 11.56

    57fe: Ну в традиционной кремниевой технологии — да, там всего 2 материала по сути n — p — легированный, поэтому от подложки отделялись п–н преходом.
    если мы теперь об SOI — ну или о наших любимых 3–5, то есть еще и изолятор честный (а в архитектуре FinFET еще и воздух/вакуум), и вполне можно обойтись одним типом.
    Написал joppa kott Kalvado, 30.04.2012 в 16.32

    Kalvado: ага, арсенид галлия. А энергетика переключения какая? Их же до сих пор не удалось встроить в БИСы, потому что грелись сильно. Но у вас полностью обеднённый канал. С кремниевыми мосфетами на одной вафле это совместимо?
    Написал , 30.04.2012 в 21.02

    : архитектур там много.. Пока задача — интерфейс с диэлектриком и подвижность канала. С кремнием это будет совмещаться — а может и нет.
    Еще тема –антимонид для п–канала…
    Написал joppa kott Kalvado, 30.04.2012 в 21.30

    Kalvado: а как насчёт приспосабливания к конкретному техпроцессу? Насколько нанометров малым затвор можно сделать? Fin–FET из него получится?
    Написал , 01.05.2012 в 08.12

    : финфеты делаем, нанометровые затворы делаем..
    Основная формулировка проекта — пассивация интерфейса и рассеяние — подвижность в материале.
    Написал joppa kott Kalvado, 01.05.2012 в 23.16

    Kalvado: подвижность улучшить вам механическое напряжение поможет (юный падаван :)). Но с ним не все транзисторы совместимы. Интел и прочие давно делют напряжённый кремний, а как насчёт напряжённого арсенида или антимонида?
    Написал , 02.05.2012 в 09.01

    : Спасибо, капитан!
    вообще–то напряженные каналы на III–V делали еще когда в кремнии об этом не знали, но если бы все было так просто. Немножко не та статья, которую я хотел — но наверное в тему: http://avspublications.org/jvstb/resourc…
    Написал joppa kott Kalvado, 02.05.2012 в 15.43

  2. supef:

    Да, интересно. Было бы неплохо ещё поговорить про новый 22 нм техпроцесс от Интел. Который с Fin–FET. Или вы с ним не знакомы?
    Написал , 02.05.2012 в 23.47

    : Не, настолько я в Интель не вхож. Могу знать какие–то куски максимум
    Написал joppa kott Kalvado, 03.05.2012 в 01.21

    Kalvado: а ваши арсенидовые где применяться будут? Хотябы примерно приложение есть?
    Написал , 03.05.2012 в 09.21

    : Ну мысль что кремний доживает последние поколения эволюции последние лет так 20 не сходит с повестки дня. Официально, интела предполагают что мейнстримная логика вполне может уйти на 3–5. Основной вопрос — р–тип. Антимонид, германий, или что–то еще. Арсениды — более или менее понятны.
    Написал joppa kott Kalvado, 03.05.2012 в 09.48

    Kalvado: странно, я думал, что все уже переключились на графен и нанотрубки.
    Написал , 03.05.2012 в 12.38

    : А шо, из них уже нормальные приборы сделали?
    и нанотрубки, по–моему, пик интереса уже прошли
    Написал joppa kott Kalvado, 03.05.2012 в 17.03

    Kalvado: ну, подвижность зарядов там отличная. А транзисторы — да, сделали. В лаборатории. Потому что повторяемость параметров пока хромает, а это критично для масспрома.
    Написал , 03.05.2012 в 17.12

    : лет 5 назад, когда громко трубили о том,какие клевые транзисторы, тот самый мужик с ИБМ рассказывал. Показывал какие крутые приборы… Потом говорит — у нас этих транзисторов полторы штуки получилось. Не,ну мы конечно говорим что их 2, второй тоже немного работает…
    Плюс таки надо транзисторы 2 типов.
    Написал joppa kott Kalvado, 03.05.2012 в 17.29

    Kalvado: а p–канальных с ними никак не получается?
    Написал , 03.05.2012 в 19.13

    : а я не очень в теме. Я так и не осо9знал до сих пор, что там усы с графином нахимичил. В смысле дисперсионные прямые, гы!
    Написал joppa kott Kalvado, 03.05.2012 в 19.17

    Kalvado: мне хватило чтений Мембраны и Компьюленты за последние года 3–4: там весьма подробно и со ссылками на оригиналы всё рассказывали. Выглядело перспективно. А про арсениды ничего не было — слабо пиаритесь 🙂
    Написал , 03.05.2012 в 22.16

    : Ну думаю информации я получал больше, и из более первых рук — но понимания не возникло…
    Написал joppa kott Kalvado, 03.05.2012 в 22.25

  3. supef:

    Вот интересная статья: http://www.ixbt.com/cpu/microelectronics…. Кто что думает?
    Написал , 04.05.2012 в 09.10

    : и что? 450 мм вафель нет, завиральни бурьянов–никонов про логарифм 2 нет, ограничения не рассмотрены… зачем вообще сжимать дальше, а? знаете? частота–то не растет..
    Написал joppa kott Kalvado, 04.05.2012 в 16.05

    Kalvado: частота не очень растёт (хотя таки растёт), зато число и сложность ядер растёт. Производительность растёт тоже. 450 готовятся скоро на TSMC как минимум. А что за «логарифм 2»? И какие ограничения не рассмотрены? Статья–то научно–популярная, там много технарских вещей не поставишь — читатели заснут по дороге.
    Написал , 04.05.2012 в 17.26

    : И что, вы считаете, что частОты транзистора — те несчастные гигагерцы? Таки нет..
    Или вы считаете, что там плотность упаковки транзисторов такая, что некуда всунуть? Я слышал цифры 20% площади.
    логарифм 2 — Solid–State Electronics 51 (2007) 1426–1431 George I. Bourianoff, Paolo A. Gargini, Dmitri E. Nikonov
    Это конечно супер–пупер–теоретики, бляпиздец какие умные — но какая–то мысля все равно в этом есть
    Написал joppa kott Kalvado, 04.05.2012 в 18.04

    Kalvado: частоты — это десятки ГГц (до 140 для 32 нм у GF). Плотность высокая и постоянно увеличивается, хотя менее чем квадратично при уменьшении технормы. Потому что сама технорма — это уже полурекламное понятие.
    Написал , 04.05.2012 в 19.17

    : не на вопрос ответ.
    Какие факторы ограничивают производительность системы? (не частота транзистора, да) Почему снижение характерных размеров вообще помогает?
    Написал joppa kott Kalvado, 04.05.2012 в 19.30

    Kalvado: тепловыделение, но это следствие кучи остального. Утечек, например. Снижение помогает, чтобы уместить больше транзисторов. Тогда можно разменять частоту на параллелизм.
    Написал , 05.05.2012 в 00.04

    : мощность –да. но мошность — ватт на кв. сантиметр, размер чипа почти фиксирован. Так что мимо
    Написал joppa kott Kalvado, 05.05.2012 в 00.09

    Kalvado: «ватт на кв. сантиметр» — это удельная. Уменьшаем ватты, уменьшится и она. Пока так.
    Написал , 05.05.2012 в 01.07

    : Ну хорошо, тоже самое по–другому: есть величина «джоулей на логическую операцию», в пределе она стремится к тому самому kT*ln(2), сейчас оно на порядков 5, вроде бы, выше. Это все выделяется в качестве тепла — ну просто больше некуда.
    Значит упаковывая транзисторы плотнее, и распараллеливая потоки, общее количество ватт не изменить. Площадь чипа тоже остается примерно постоянной. Так скорость не повысить, получается.
    Вывод? Надо уменьшать джоули на операцию. Многия ядра тут средство скомпенсировать падение скорострельности единичного ядра при переходе на менее энергичные единичные события.
    Как в этом помогает размер транзистора, или три–гейт?
    Написал joppa kott Kalvado, 05.05.2012 в 01.58

    Kalvado: «Как в этом помогает размер транзистора» — грубо говоря, есть два варианта:

    1. Делаем высокочастотный вычислитель, которому для такой частоты потребуется большее напряжение, и это приведёт к кубическому росту тех самых джоулей (P~fV2 и f~V => P~V3).

    2. Делаем несколько малочастотных, которые парралельно исполняют те же мипсы и флопсы, но питаются миньшим напряжением. Вот им и потребуется большее число транзсторов.

    Доказательство — современные GPU потребляют как мощные ЦП, но имеют пиковые флопсы на порядок выше, а частоту — на полпорядка ниже. Впрочем, их программировать труднее и особенно — достигнуть теоретического пика в реальных вычислениях.
    Написал , 05.05.2012 в 10.11

    : Ну а при чем тут характерный размер транзистора? просто занимаемая площадь, или какая–то физика?
    Написал joppa kott Kalvado, 05.05.2012 в 15.24

  4. supef:

    : Все чаще попадается на глаза тема сверхпроводящей электроники. Аналог нуля или единицы — возможны варианты — наличие тока, фаза волновой функции джозефсоновской пары, поляризация тока. Но вся затея сводится именно к построению аналога базового транзисторного логического элемента с нулевым тепловыделением. Говорят, процессоры уже есть простенькие, с терагерцовыми тактовыми частотами.
    Написал 57fe, 05.05.2012 в 00.47

    57fe: Не слышал о том, чтобы этим кто–то еще занимался. Триггеры делали еще при царе Горохе, да.
    Любимое утверждение — «время включения для потребителя»
    И терагерцы — не верю. Максимум собственные частоты терагерц. Но это уже давно никого невозбуждает.
    Написал joppa kott Kalvado, 05.05.2012 в 00.58

    57fe: Нулевое тепловыделение — это те же самые бурьянов –никонов, temperature decoupled computational variables.
    ну да, теоретики красивые вещи рисуют. Ядерные спины и проча..
    Написал joppa kott Kalvado, 05.05.2012 в 01.00

    Kalvado: Статей именно на эту тему не читал, слышал это от нашего зав.кафедрой после очередного его возвращения из поездок всяческих. На словах всё выглядит очень красиво и заманчиво. Также слышал про недавно созданные «холодильники», пригодные для этих целей, с малым рабочим объемом и довольно потребительским временем выхода на режим. Якобы этой темой активно занимаются в штатах, но не с целью заработать денег, а для оборонки. Что у нас занимаются — сам видел в Черноголовке. Не то, чтобы с размахом, но на вполне достойном уровне на мой вкус. Заведующий кафедрой наш теоретик по образованию и по духу, в том смысле, что легко может недооценить трудности и переоценить возможности. Но оснований не доверять его словам совсем у меня нет. Попристаю к нему на предмет фамилий и ссылок.
    Написал 57fe, 05.05.2012 в 01.23

    57fe: Ну я конечно поспрашиваю… Но я не слышал, так что верю слабо. Все–таки такие вещи мимо не проходят.
    Для оборонки все делается ровно с той же целью «заработать денег», чудес не бывает.
    Написал joppa kott Kalvado, 05.05.2012 в 01.48

  5. supef:

    : и площадь (нужно больше транзисторов) и физика (они требуются экономные, иначе — сильное ограничение по частоте).

  6. Tnabad:

    а что, не появились ещё какие-нибудь многомерные «транзисторы»?

  7. supef:

    : много — это сколько? 3? Они все 3-мерные 🙂

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.