Silicon Semiconductor Wafer 777x699 1 2
Thông tin công nghệ

Chạng vạng cho Silicon? Kết thúc “Định luật Moore” ở góc độ Mật độ chip Silicon đạt đến giới hạn vật lý

Silicon Semiconductor Wafer

Fue dẫn đầu nhanh hơn, tính toán tốt hơn trong nhiều thập kỷ, mật độ chip silicon ngày càng tăng gần đạt đến giới hạn vật lý.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rockefeller đã làm sáng tỏ “Định luật Moore” – có lẽ là dự đoán công nghệ nổi tiếng nhất thế giới – rằng mật độ chip, hoặc số lượng linh kiện trên một mạch tích hợp, sẽ tăng gấp đôi sau mỗi hai năm.

Nghiên cứu do PLOS One công bố cho thấy một mô hình sóng lịch sử có nhiều sắc thái hơn về sự gia tăng mật độ bóng bán dẫn trong các chip silicon giúp máy tính và các thiết bị công nghệ cao khác nhanh hơn và mạnh hơn bao giờ hết.

Trên thực tế, kể từ năm 1959, đã có sáu đợt cải tiến như vậy, mỗi đợt kéo dài khoảng sáu năm, trong đó, mật độ bóng bán dẫn trên mỗi chip tăng ít nhất 10 lần, theo bài báo, “Định luật Moore được xem xét lại thông qua mật độ chip Intel. ” Bài báo được xây dựng dựa trên một nghiên cứu trước đó về chip DRAM làm mô hình sinh vật để nghiên cứu sự tiến hóa công nghệ .

Công trình mới đã làm rõ các vòng cung của mô hình sóng bằng cách áp dụng một quan điểm mới về mật độ chip, tính toán kích thước thay đổi của các chip được sử dụng trong Fairchild Semiconductor International và Intel Processors bắt đầu từ năm 1959.

Theo các tác giả Jesse Ausubel và David Burg của Chương trình vì Môi trường Con người (PHE) tại Đại học Rockefeller, New York, sau mỗi đợt tăng trưởng kéo dài sáu năm, khoảng ba năm tăng trưởng không đáng kể.

Họ nói rằng bước tăng trưởng tiếp theo trong việc thu nhỏ bóng bán dẫn và khả năng tính toán hiện đã quá hạn.

Và nó sẽ bị kéo theo nhu cầu về các công nghệ trí tuệ nhân tạo đói dữ liệu như nhận dạng khuôn mặt, thiết bị và mạng di động 5G, ô tô tự lái và các cải tiến công nghệ cao tương tự đòi hỏi tốc độ xử lý và khả năng tính toán ngày càng cao.

Một công ty khởi nghiệp, Cerebras, đã chào hàng con chip lớn nhất từng được chế tạo, Wafer-Scale Engine, có kích thước gấp 56 lần đơn vị xử lý đồ họa (GPU) lớn nhất, đã thống trị các nền tảng máy tính dành cho AI và máy học.

“Con chip quy mô wafer có 1,2 nghìn tỷ bóng bán dẫn, nhúng 400.000 lõi được tối ưu hóa bằng AI (gấp 78 lần so với GPU lớn nhất) và có bộ nhớ trong chip nhiều hơn 3.000 lần”.

Tuy nhiên, theo quan điểm của thời đại chip silicon, chỉ còn một hoặc hai xung silicon trước khi những tiến bộ tiếp theo trở nên khó khăn hơn theo cấp số nhân do thực tế vật lý và hạn chế kinh tế, họ nói.

Sự phát triển liên tục của ngành công nghiệp máy tính sẽ phụ thuộc vào những đổi mới thu nhỏ như bóng bán dẫn nano, bóng bán dẫn đơn nguyên tửđiện toán lượng tử .

Vào năm 2019, công ty mẹ của Google là Alphabet đã tuyên bố một bước đột phá trong điện toán lượng tử với một bộ xử lý siêu máy tính có thể lập trình được có tên là “Sycamore” sử dụng các qubit siêu dẫn có thể lập trình được.

“Ví dụ về điểm chuẩn được công bố báo cáo rằng trong khoảng 200 giây, Sycamore đã hoàn thành một nhiệm vụ mà siêu máy tính hiện đại nhất hiện nay phải mất khoảng 10.000 năm”.

Ông Ausubel, Giám đốc PHE cho biết: “Chúng tôi đã leo sáu lần vào các thung lũng cao hơn của silicon và các chất nền tương tự, nhưng có thể đang thoát ra khỏi các thung lũng silicon để tạo cảnh quan cho các vật liệu và quy trình khác”.

“Qubit Gardens có thể chờ đợi ở cuối chặng đường leo núi hiện tại.”

Tiêu đề của bài báo đề cập đến quan sát nổi tiếng năm 1965 của Gordon Moore rằng số lượng bóng bán dẫn trong vi mạch tăng lên theo cấp số nhân – tăng gấp đôi sau mỗi 12-24 tháng (Định luật Moore).

Tuy nhiên, phân tích mật độ bóng bán dẫn cho thấy một mô hình phức tạp hơn của các làn sóng tăng trưởng nối tiếp với mỗi giai đoạn công nghệ kéo dài tổng cộng khoảng chín năm trước khi bão hòa và thay thế bằng một giai đoạn mới.

Tiến sĩ Burg, cũng thuộc trường Cao đẳng Tel Hai, Israel, cho biết công trình mới cho thấy những nét tinh tế quan trọng trong một hiện tượng công nghệ đã thúc đẩy sự tiến bộ của thế giới trong hai thế hệ.

Ông cho biết thêm, công trình dựa trên các mô hình được phát triển để nghiên cứu sự tăng trưởng với phản hồi phức tạp dẫn đến những hạn chế về mật độ được sử dụng trong nghiên cứu như vậy, và cho thấy sức mạnh của chúng trong việc soi sáng sự tiến hóa phức tạp của các loại máy móc đa dạng.

Tham khảo: “Định luật Moore được xem xét lại thông qua mật độ chip Intel” của David Burg và Jesse H. Ausubel, ngày 18 tháng 8 năm 2021, PLoS ONE .

Theo Scitechdaily

What's your reaction?

Excited
0
Happy
0
In Love
0
Not Sure
0

You may also like

Leave a reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.