NOVE MOGUĆNOSTI

IBM predstavio prvu svjetsku čip tehnologiju ispod 1 nanometra

IBM tvrdi da je probio još jednu granicu u razvoju poluvodiča predstavljanjem čipa na 0,7-nanometarskom, odnosno 7-angstromskom čvoru. Tehnologija se oslanja na novu 3D arhitekturu tranzistora i ciljano odgovara na rastuće potrebe AI radnih opterećenja. Tvrtka pritom naglašava i veće performanse i značajno bolju energetsku učinkovitost u odnosu na raniju 2 nm generaciju. Objavljeni rezultati sugeriraju da utrka za skaliranjem nije završena ni u eri atomskih dimenzija.

IBM predstavio prvu svjetsku čip tehnologiju ispod 1 nanometra
Depositphotos

IBM je predstavio veliki poluvodički iskorak predstavljanjem prve svjetske čip tehnologije ispod 1 nanometra, s revolucionarnom arhitekturom tranzistora na 0,7 nm, odnosno 7 angstrema. To postignuće označava prijelomni trenutak za industriju koja se već suočava s fizičkim granicama tradicionalnog skaliranja čipova.

Novi čip ispod 1 nm smješta gotovo 100 milijardi tranzistora na čip veličine nokta, što je gotovo dvostruko veća gustoća od IBM-ova 2 nm čipa predstavljenog 2021. godine. Omogućen nizom strukturnih i materijalnih inovacija, uključujući IBM-ovu trodimenzionalnu nanostack arhitekturu, taj čip pokazuje da su daljnji pomaci u performansama i učinkovitosti i dalje mogući čak i kada se dimenzije čipova približavaju atomskim razinama. Objavljeni tehnički rezultati pokazuju da bi novi čip mogao donijeti do 50 posto više performansi ili 70 posto veću energetsku učinkovitost od IBM-ovih 2 nm čipova.

"IBM-ov najnoviji čipovski iskorak označava povijesni trenutak u računalstvu, gurajući tehnologiju izvan nanometarske ere prema razini atoma. S našom novom nanostack arhitekturom ne radimo samo manje tranzistore, nego iznova osmišljavamo način na koji se čipovi grade kako bi pružili dramatično više snage i energetsku učinkovitost", rekao je Jay Gambetta, direktor IBM Researcha i IBM Fellow. "Ova inovacija, prva takve vrste u industriji, nastavlja IBM-ovu tradiciju vodstva u tehnologijama nove generacije i postavlja temelje za sljedeću eru računalstva."

Kako bi proizveli taj čip, IBM-ovi su istraživači razvili posve novu arhitekturu tranzistora, nazvanu nanostack, prvi poznati trodimenzionalni dizajn u industriji temeljen na nanosheet strukturi. Nanostack predstavlja velik napredak u odnosu na nanosheet tehnologiju, današnju vodeću arhitekturu u industriji, koju je također osmislio IBM. Nanostack dizajn vertikalno slaže i pomiče tranzistore te koristi trodimenzionalnu sekvencijalnu integraciju kako bi se na čip smjestilo više tranzistora. Taj pristup omogućuje i upotrebu različitih kombinacija materijala unutar svakog sloja, čime se performanse i energetska učinkovitost svakog tranzistora optimiziraju neovisno o drugome. Nanostack arhitektura eksperimentalno je potvrđena ultratankim dielektričnim povezivanjem u CMOS integraciji, demonstracijom mogućnosti dual-channel inženjeringa te funkcionalnim radom CMOS invertora s očekivanim performansama preklapanja. Zajedno, ti rezultati potvrđuju da se nanostack tehnologija može fizički izraditi i da podržava stvarne računalne procese.

Dodatno su IBM-ovi istraživači u novom radu predstavljenom na VLSI 2026 pokazali da nanostack arhitektura donosi 40-postotno skaliranje SRAM-a, čime se otvara prostor za znatno učinkovitije čipove koji istodobno mogu podržati zahtjeve za velikom propusnošću podataka kod naprednih AI opterećenja. S tom revolucionarnom strukturom logička tehnologija po prvi put može otići ispod čvora od 1 nm, otvarajući eru skaliranja u angstromima, gdje se dimenzije približavaju veličini pojedinačnih atoma. Iako oznake čvorova danas označavaju generaciju proizvodne tehnologije, a ne točnu fizičku dimenziju, IBM-ova 0,7 nm tehnologija, odnosno 7 angstrema, pokazuje da je daljnje skaliranje i dalje moguće. S novom nanostack arhitekturom IBM-ova poluvodička mapa razvoja predviđa barem još deset godina budućeg skaliranja.

Ovaj razvoj važan je zato što se poluvodička industrija nalazi u trenutku kada klasični obrasci miniaturizacije postaju sve skuplji, tehnički složeniji i fizički ograničeniji. IBM zato ne predstavlja samo manji čip, nego novu arhitekturu koja pokušava otvoriti sljedeću fazu razvoja ispod granice jednog nanometra. Posebnu vrijednost ima činjenica da je tehnologija prikazana kroz konkretne elemente poput gustoće tranzistora, učinkovitosti i skaliranja SRAM-a, jer upravo memorijska i podatkovna propusnost postaju presudne za AI.

U eri velikih modela, podatkovnih centara i akceleriranog računalstva pitanje nije samo koliko je tranzistora moguće smjestiti na čip, nego koliko se pritom može zadržati energetska učinkovitost. Zato IBM-ove procjene o 50 posto većim performansama ili 70 posto boljoj učinkovitosti imaju težinu daleko izvan laboratorija. Ako se takve arhitekture postupno prevedu u industrijske procese, mogle bi snažno utjecati na buduće generacije procesora, memorije i AI akceleratora.

Istodobno, to potvrđuje da se natjecanje u poluvodičima sve više vodi i na razini materijala, strukture tranzistora i 3D integracije, a ne samo na razini litografije. Tržište će zato pozorno pratiti koliko brzo ovakvi koncepti mogu prijeći iz istraživanja u komercijalne roadmapove.

U svakom slučaju, IBM je ovom objavom poslao jasnu poruku da angstromska era više nije teorijska rasprava, nego konkretan razvojni smjer. To je osobito važno u vremenu kada AI traži istodobno više računalne snage, više memorijske propusnosti i strožu energetsku disciplinu.