Procesory

Z grafenu powstaną 1 THz układy

przeczytasz w 2 min.

Krzem, wykorzystywany obecnie przy produkcji układów scalonych, w przyszłości prawdopodobnie zostanie zastąpiony przez grafen. Pozwoli to osiągać częstotliwość nawet 1 THz!

 Warto przeczytać:
 

Nie od dziś wiadomo, że dni stosowania krzemu do produkcji wszelkiej maści układów scalonych są już policzone, technologia zakładająca wykorzystywanie krzemu jest już wyeksploatowana w niemalże maksymalnym stopniu. Jednak ciągła ewolucja, dążenie do miniaturyzacji, a co za tym idzie ciągłe zmniejszanie procesu technologicznego, w którym są wytwarzane układy scalone, zaczyna osiągać kres swoich możliwości. Niedługo więc, aby pchnąć do przodu rozwój nowych technologii i przyśpieszyć miniaturyzację urządzeń, trzeba będzie znaleźć alternatywę dla wszechobecnego już krzemu. Nie dziwi więc fakt ostatniego bumu na badania nad nowymi substancjami. I nie chodzi tutaj jedynie o laboratoria branżowych gigantów czyli IBMa, AMD czy Intela, ale do badań włącza się również coraz więcej mniejszych uniwersyteckich laboratoriów. Koniec końców, era krzemu chyli się powoli ku upadkowi, a jednym z głównych faworytów do jego zastąpienia wydaje się być grafen.

Kilka miesięcy temu świat obiegła wieść o stworzeniu przez koncern IBM tranzystora wykonanego z grafenu, mogącego pracować z częstotliwością wynoszącą aż 100 GHz! Co prawda taktowanie robi wrażenie, jednakże naukowcy z kalifornijskiego Uniwersytetu w Los Angeles zauważyli pewne ograniczenia. Wspomniane ograniczenie powoduje struktura grafenu, która umożliwia bezproblemowy przepływ ładunku elektrycznego, jednak budowa wspomnianego już tranzystora opracowana przez IBM znacząco hamują drzemiący w nim potencjał. Otóż największy problem tkwi w budowie bramki tranzystora oraz wykonania drenu - który tak samo jak bramka był wykonywany z metalowych elektrod.

Tak wygląda prawdopodobny następca krzemu - grafen

Badacze z kalifornijskiego uniwersytetu, przedstawili więc projekt jego alternatywnej budowy w której zamiast ograniczających potencjał tranzystora rozwiązań zastosowano wykonany z krzemku kobaltu, pokryty cienką warstwą izolującą z tlenku aluminium i z domieszką stopu tytanu i złota, nanoprzewód. Ze stopu złota i platyny wykonano również niezbyt optymalnie pracujący dren tranzystora. Dodatkowo w celu całkowitego wyeliminowania miejsc mogących być źródłem przebić elektryczności do głównego kanału tranzystora oprócz tzw. bramki wykorzystano platynową warstwę ochronną połączoną z grafenem. Jednak i tak skonstruowany układ ma swoje wady, gdyż wielkość tranzystora musi być średnicą zastosowanego nanoprzewodu, który w stworzonych na potrzeby badań inżynieryjnych samplach był wykonywany wielkości od 300 do 100 nm.

Jak się okazuje, przy 120 nanometrach udało się osiągnąć częstotliwość układu wynoszącą 300 GHz - czyli trzy razy więcej niż w przypadku rozwiązania giganta IBM. Jak jednak zapewniają naukowcy, dalsze zmniejszanie średnicy nanoprzewodu ma zaowocować możliwością osiągania jeszcze wyższych częstotliwości. W planach jest już wykonanie próbki wytworzonej w technologii 50 nm, która ma pozwolić osiągnąć gigantyczną częstotliwość rzędu 1 THz!

Niestety rozwiązanie zaprezentowane przez uczonych z kalifornijskiego uniwersytetu nie zyskało aprobaty wielkich koncernów, gdyż wdrożenie jego do masowej produkcji byłoby bardzo kosztowne. A głównymi kosztami byłoby przystosowanie linii produkcyjnych do tego typu technologii. Mimo znacząco większych zalet, rozwiązania laborantów z Kalifornii, IBM na razie nie zamierza z niego korzystać, bowiem pragnie skupić się na rozwoju badań nad własną metodą produkcji układów z grafenu. Która jak się okazuje od tej stosowanej w przypadku standardowych układów krzemowych różni się jedynie wymianą krzemu na grafen.

Niewątpliwie w grafenie tkwi ogromny potencjał, pytanie tylko kiedy zacznie być wykorzystywany na masową skalę?

Źródło: Bit Tech, Spectrum

Polecamy artykuły:  
GeForce GTX 480 vs Radeon 5970 – pojedynek! Eee Keyboard PC - komputer w klawiaturzeGamesCom 2010: najciekawsze nowości i gry

Komentarze

68
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    Baleryon
    1
    Wygląda dziwnie, ale jest poprawny. Czyt. "(...) jednoterahercowe układy".
    A tak poza tym to nie spieszcie się tak, kolego xprisie:) Zjedliście przecinki przed "a", "w którym" i gdzie indziej, poza tym "wywarzane", "t.j", "stożeniu", "z do mieszkiem", "było by"... Rozumiem jedną literówkę czy zjedzony przecinek na jeden akapit, ale nie w co drugim niemal zdaniu. A, "sample" w polszczyźnie to najwyżej odnoszą się póki co do robienia muzyki, nie do "próbek inżynieryjnych".
    • avatar
      Konto usunięte
      0
      tytuł newsa tak jakoś nie po polsku :)
      • avatar
        sweter
        0
        Przy takim procesorze karta graficzna już nie będzie ograniczona :)
        • avatar
          Konto usunięte
          0
          Ładnie ciekawe jak by pracowały 4 rdzenie 300GHz
          • avatar
            Konto usunięte
            0
            news z przed ponad trzech lat:

            http://www.benchmark.pl/aktualnosci/Grafen_moze_zastapic_krzem-8.html
            • avatar
              Konto usunięte
              0
              Przyjemnie się o tym czyta i istotne jest to, że są jeszcze na tym świecie ludzie, którzy chcą iść z postępem technologicznym. W mojej opinii, raczej tak szybko do tej zamiany z krzemu na grafen nie dojdzie - przynajmniej przez bitych kilka, o ile nie kilkanaście lat (sick!). Pożyjemy, zobaczymy.... Tymczasem, należy życzyć sukcesów w badaniach nad autorskimi opracowaniami.
              • avatar
                Konto usunięte
                0
                spokojnie, zasady marketingu nie pozwola na tak gwaltowna rewolucje, zamiast tego bedzie postepujaca malymi kroczkami ewolucja na ktorej bedzi mozna zarobic. rewolucja sie nie oplaca po prostu ;)
                • avatar
                  zielarz
                  0
                  uwierzę jak zobaczę na własne oczy
                  • avatar
                    Konto usunięte
                    0
                    Przeciez jeszcze krzemu w 100% nie wykorzystano:)
                    500GHz na krzemie w niskiej temperaturze i 300+ w pokojowej:
                    http://www.pcworld.pl/artykuly/56283/Krzem.na.wieki.html
                    • avatar
                      SoundsGreat
                      0
                      Ciekawe jak by na tym Crysis chodził :P
                      • avatar
                        MatiQ
                        0
                        Platyna, tytan, złoto.. Drogie to się zapowiada :/
                        • avatar
                          Gonzo
                          0
                          Wszystko ładnie i pięknie, ale jak już ktoś wspomniał wyżej, nikt nie pozwoli na taki skok wydajności, odebrałoby to lwią część zysków uzyskanych przez ulepszanie technologii małymi kroczkami. Pojawia się też pytanie czym chłodzić układ pracujący na 1THz ? :D może wrzucić na stałe do ciekłego azotu, najlepiej magicznego niekończącego się źródła ;] No chyba, że grafen się nie grzeje zbytnio.
                          • avatar
                            mgkiler
                            0
                            KUBEŁ Zimnej Wody.

                            Układ o ktorym mowa to 1 tranzystor. Jakby zbudowali caly procesor bylby kilkanascie(kilkaset) razy wolniejszy.
                            • avatar
                              force
                              0
                              To jest lepsze http://tech.wp.pl/kat,1009779,title,Polski-krysztal-ktory-zmieni-swiat,wid,12617389,wiadomosc.html?ticaid=1ad6d&_ticrsn=3
                              • avatar
                                pkomar94
                                0
                                W jaki sposób Twoim zdaniem chrześcijaństwo opóźnia rozwój technologiczny?
                                • avatar
                                  Konto usunięte
                                  0
                                  Tak jak kilka lat temu była to kwestia lat tak dalej jest to kwestia lat ;)

                                  No i jaka byłaby różnica cenowa między krzemem a grafenem? Pewnie taka jak między aluminium a srebrem.
                                  • avatar
                                    mat_swat
                                    0
                                    Panowie, panowie, nawet jakby ktoś założył, że da się wyprodukować proceror z taktowaniem powiedzmy 100 GHz to pewnie znalazłyby się w mig aplikacje zabijające taką wydajność. Pojawiłby się nowy Windows 9 na 80 GHz procesory, gdzie proces sv_zajebistyhost zajmowałby 50% czasu procesora lub jakieś odtwarzacze WMP z nowym interaktywnym menu, które renderowałoby się w 4D i zjadało procka :).
                                    • avatar
                                      Gothar
                                      0
                                      A co z ciepłem? Porównanie by się przydało. Krzem wiemy jak się grzeje, a grafen?
                                      • avatar
                                        Konto usunięte
                                        0
                                        Z tego co wiem, to produkcja grafenu jest bardzo, bardzo kosztownym przedsięwzięciem. Słyszałem, że pracują nad metodą taniej masowej produkcji, ale nie wiem jak im to wychodzi.
                                        • avatar
                                          Konto usunięte
                                          0
                                          Bardzo ciekawy artykuł, jestem ciekaw jak potoczą się dalsze plany z tworzeniem tranzystorów z grafenu i ciekawe ile im zajmie stworzenie pierwszego CPU ^^
                                          • avatar
                                            tanakov
                                            0
                                            Im szybciej tym lepiej... ciekawe czy mają w planach materiał który zastąpi grafen
                                            • avatar
                                              Irrlicht
                                              0
                                              1THz -> długość cyklu zegarowego ~= 0.3 mm, więc prędkość światła daje opóźnienia rzędu tysięcy cykli na komunikacji z RAM i dziesiątek tysięcy cykli na komunikację z kartami rozszerzeń. Czyli coś jakby zamiast np. GG używać Poczty Polskiej :->

                                              Bez kilkudziesięciu a nawet kilkuset MB cache L3 na procku to nie ma szans działać choćby w przybliżeniu tak dobrze jak by się mogło wydawać, aczkolwiek w szczególnych zastosowaniach (procki w komórkach i innych urządzeniach mobilnych, sprzętowe dekodery itp.) może być zarąbiste i nie za bardzo się grzać.

                                              Pamiętam czasy, kiedy na dwukrotnie szybszy procek wystarczyło poczekać ze 2 lata. Od paru lat mamy na półkach coraz tańsze ~3GHz i nawet na 6GHz (bez egzotycznego chłodzenia) przyjdzie jeszcze parę lat poczekać.
                                              • avatar
                                                Konto usunięte
                                                0
                                                a czy przypadkiem 1TB= 1000Gb a nie 100??
                                                • avatar
                                                  0
                                                  Wiecie jak wyprodukować grafen? Nie wiecie?
                                                  Powiem wam - bierzecie grafit, przyklejacie na niego taśmę klejącą, po czym zrywacie taśmę klejącą i macie przyklejony na taśmie grafen. Grafen czyli warstwę grafitu.

                                                  Niebieskie Lasery. Już firmy są - mają zyski. Tyle, że nie sprzedają tych laserów bylekomu. Po pierwsze są to lasery dużej mocy. Po drugie o ekstremalnej trwałości (>10lat).

                                                  Są idealne do prowadzenia badań naukowych i innych zastosowań - np w wojsku i lotnictwie.

                                                  Dlaczego w blueray nie ma tych laserów? A kogo obchodzi to, że laser po 5 latach będzie do wymiany? Klient zapłaci - marketing.
                                                  • avatar
                                                    derunim
                                                    0
                                                    Jako ciekawostkę tu macie coś o procesorach magnetycznych: http://www.chip.pl/artykuly/archiwum/2005/11/magnes-i-bity

                                                    Informacje sprzed 4-5 lat. I cisza... Podobno miały nie wydzielać ciepła, być szybsze i niedrogie.
                                                    Czy ktoś wie co się z nimi stało?
                                                    • avatar
                                                      AMD64
                                                      0
                                                      Niech chociaż zrobią te 10 GHz to już będzie coś.