Los expertos inventan una nueva forma de rastrear la tecnología de semiconductores

Pero la percepción ha demostrado ser bastante importante. Los nodos actuaron como marcadores a lo largo de la hoja de ruta de la industria que los fabricantes de chips, sus proveedores, sus clientes y sus futuros ingenieros podrían aspirar. Ahora los grandes fabricantes de procesadores tienen hojas de ruta que los colocan en un nodo de 1 nanómetro en una década. (Un nanómetro es aproximadamente del ancho de cinco átomos de silicio). Y ese punto final aparente está disuadiendo a los estudiantes y a los nuevos innovadores de unirse al esfuerzo para mantener el avance de la informática, dice Wong, quien también es vicepresidente de investigación corporativa en TSMC. “Sentimos que la cantidad de estudiantes ha disminuido exactamente en el momento en que realmente los necesitamos”.

Los nombres de nodo tenían sentido durante el apogeo de Ley de Moore, cuando la industria básicamente estaba reduciendo todo el transistor en cada nodo. El nombre en realidad se refería a la dimensión más crucial, la longitud de la puerta del transistor, que controla el flujo de corriente a través del dispositivo. Pero alrededor del año 2000, la física comenzó a obstaculizar la simple reducción de los transistores. A los ingenieros se les ocurrió una gran cantidad de otras formas para aumentar la densidad y actuación sin cambiar necesariamente la longitud de la puerta, pero la industria mantuvo la abreviatura conveniente de números de nodo cada vez más pequeños. Y aquí estamos ahora con Transistores de 7 nanómetros que tienen longitudes de puerta de 15 nanómetros.

Wong y sus colaboradores decidieron que necesitaban encontrar algo mejor. “Estamos en esta coyuntura donde el camino hacia el futuro no parece ser muy claro. El escalado 2D está llegando a su fin, pero todos sabemos que hay un futuro “, dice Wong. “Entonces, ¿cómo cuantificamos eso?”

Su respuesta es un conjunto de tres números que, a diferencia del sistema actual, aumentan a medida que avanza la tecnología en lugar de disminuir. En conjunto, las tres métricas describen el impacto de una tecnología en un sistema informático en su conjunto.

El primero, DL, representa la densidad de transistores lógicos por milímetro cuadrado que puede producir una tecnología. Crucialmente, esto captura nuevas técnicas 3D en desarrollo como el Chips de nanotubos de carbono 3D que Wong ayudó a ser pionero, ya que cuenta todos los transistores en un volumen vertical.

El segundo número, DMETRO, captura la densidad de las celdas de memoria en la memoria principal de una computadora. En este momento, la memoria principal consiste en DRAM, pero la métrica no cambiará si algún nuevo tipo de memoria se hace cargo en el futuro.

La métrica final, DC, podría ser la mayor desviación de la medición tradicional del nodo de proceso. reC es la densidad de las interconexiones que unen el procesador a la memoria principal. Superar la penalización de energía y latencia de transferir datos entre el procesador y la memoria ha sido un foco de investigación reciente, y aumentar la densidad de las interconexiones es una forma de lograrlo.

En un artículo que presenta la nueva métrica de densidad esta semana en Actas del IEEE, el grupo escribe que un sistema que usa las tecnologías de punta de hoy para las tres métricas empacaría 38 millones de transistores lógicos / mm2, 383 millones de células DRAM / mm2y 12 mil interconexiones / mm2. (Proponen escribir eso como [38M, 383M, 12K].)

Wong espera que la nueva métrica brinde a los ingenieros en ejercicio y futuros ingenieros “la visión de que hay mucho margen de mejora en el futuro”.

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