Chińska hybryda przyspiesza tranzystory

[KopalniaWiedzy.pl 314]

Naukowcy z chińskiego Uniwersytetu Fudan opisali w magazynie Science technologię umożliwiającą przyspieszenie tranzystorów. Chińczycy wpadli na pomysł połączenia tranzysotrów MOSFET z tunelowymi tranzystorami polowymi (TFET). Taka hybryda ma zużywać mniej prądu, a przy tym pracować szybciej.

Obecnie w większości komputerów stosuje się tranzysotry MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) lub ich odmianę z pływającą bramką. Takie tranzystory składają się z trzech warstw - krzemu, tlenku metalu i metalu. Wszystkie warstwy są niezwykle cienkie i zbliżamy się do granicy ich fizycznych możliwości.

Z drugiej strony mamy tranzystory TFET, używane przede wszystkim w urządzeniach o małej mocy.

Chińczycy stworzyli TFET, którego zadaniem jest kontrolowanie pracy elektrod MOSFET, a konkretnie pracy pływającej bramki. Stwierdzili bowiem, że jeśli spowodują, by bramka szybciej się otwierała i zamykała, to szybciej będzie pracował cały tranzystor. W obecnie używanych MOSFET zamknięcie i otwarcie bramki wymaga nagromadzenia odpowiedniego ładunku. Jednak, jako, że TFET pracują przy niższych napięciach, ładunek przy jakim operują jest mniejszy, zatem jego gromadzenie trwa krócej. Chińczycy zbudowali prototypową hybrydę i okazało się, że mieli rację. MOSFET z dołączonym TFET pracował szybciej i zużywał mniej energii.

Dodatkową zaletą wynalazku jest to, że tworzenie MOSFET i TFET jest dobrze opanowane, zbudowanie hybrydy nie wymaga zatem opracowywania nowych materiałów czy zmiany podstaw budowy tranzystorów. Dzięki temu produkcja hybryd mogłaby rozpocząć się bardzo szybko i nowe tranzystory już wkrótce mogą trafić do urządzeń elektronicznych.

[lester 21]

Jak rozumiem Chińczycy proponują dwa tranzystory w miejsce jednego. Czyli w zamian za szybszą pracę (ciekawe o ile) dostajemy większy pobór prądu, a więc i więcej ciepła do rozproszenia, większą powierzchnię procesora to i więcej krzemu oraz większe odległości pomiędzy tranzystorami (większe opóźnienia przy przesyle danych). Podczas kiedy dziś Intel upycha w procesorze ile się da elementów, które do niedawna były oddzielnymi układami na płycie głównej zaczynając od kontrolera pamięci a na układzie graficznym kończąc. A są pomysły by i RAM tam dopchnąć. Chińskie rozwiązanie siłą rzeczy neguje ten trend, więc na pewno nie jest na rynek konsumencki, przynajmniej nie w tej formie. Może jakieś specjalizowane układy, ale też wątpię. Miniaturyzacja sama w sobie zmniejsza ilość potrzebnego ładunku do przełączenia tranzystora, co skrzętnie jest wykorzystywane nie do przyspieszania częstotliwości pracy - od kilku lat zegary procesorów są niemal niezmienne i wynoszą około 3 GHz, ale do obniżenia napięcia pracy, co skuteczniej obniża wydzielane ciepło i pozwala na większe upakowanie elementów w krzemie.

[pogo 102]

1. Napisali, że taka hybryda zużywa mniej energii niż samodzielny MOSFET

2. Poszukaj gdzie się stosuje tranzystory typu MOSFET - podpowiem, że zdecydowanie nie ma ich w procesorze, jedynie w układach zasilających procesor.

 

Tranzystory to nie tylko procesory. To także wzmacniacze, a we wzmacniaczu nie możesz obniżać napięcia i prądu, bo wtedy zwyczajnie nie dasz dość mocy na element wyjściowy (np. głośnik, silnik)

[Grzegorz Kraszewski 8]

Poszukaj gdzie się stosuje tranzystory typu MOSFET - podpowiem, że zdecydowanie nie ma ich w procesorze

A jakie są w procesorze?

[pogo 102]

Pojęcia nie mam... ale z tego co mi wiadomo to MOSFETy są stosowane do stosunkowo dużych mocy.

[Grzegorz Kraszewski 8]

Pojęcia nie mam... ale z tego co mi wiadomo to MOSFETy są stosowane do stosunkowo dużych mocy.

Polska Wikipedia twierdzi, że "jest to aktualnie podstawowa technologia produkcji większości układów scalonych stosowanych w komputerach". Osobiście się z nimi zgadzam.

[pogo 102]

Ok... mój błąd...

Nie zmienia to faktu, że jednak Chińczycy je przyspieszyli i obniżyli zużycie energii, a nie podnieśli...