Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Powstał pierwszy nowoczesny procesor z tranzystorami z węglowych nanorurek
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Od dekad elastyczna elektronika była niewielką niszą. Teraz może być gotowa, by wejść do mainstream'u, stwierdził Rakesh Kumar, lider zespołu, który stworzył plastikowy procesor. O elektronice zintegrowanej w praktycznie każdym przedmiocie, od podkoszulków poprzez butelki po owoce, słyszymy od lat. Dotychczas jednak plany jej rozpowszechnienia są dalekie od realizacji, a na przeszkodzi stoi brak elastycznego, plastikowego, wydajnego i taniego procesora, który można by masowo produkować.
Wiele przedsiębiorstw próbowało stworzyć takie urządzenie i im się nie udało. Według naukowców z amerykańskiego University of Illinois Urbana-Champaign i specjalistów z brytyjskiej firmy PragmatIC Semiconductor, problem w tym, że nawet najprostszy mikrokontroler jest zbyt złożony, by można go było masowo wytwarzać na plastikowym podłożu.
Amerykańsko-brytyjski zespół zaprezentował właśnie uproszczony, ale w pełni funkcjonalny, plastikowy procesor, który można masowo produkować bardzo niskim kosztem. Przygotowano dwie wersje procesora: 4- i 8-bitową. Na substracie z 4-bitowymi układami, których koszt masowej produkcji liczyłby się dosłownie w groszach, działa 81% procesorów. To wystarczająco dobry wynik, by wdrożyć masową produkcję.
Procesory wyprodukowano z cienkowarstwowego tlenku indowo-galowo-cynkowego (IGZO), dla którego podłożem był plastik. Innowacja polegała zaś na stworzeniu od podstaw nowej mikroarchitektury – Flexicore.Musiała być maksymalnie uproszczona, by sprawdziła się w na plastiku. Dlatego zdecydowano się na układy 4- i 8-bitowe zamiast powszechnie wykorzystywanych obecnie 16- i 32-bitowych. Naukowcy rozdzielili moduły pamięci przechowującej instrukcje od pamięci przechowującej dane. Zredukowano również liczbę i stopień złożoności instrukcji, jakie procesor jest w stanie wykonać. Dodatkowym uproszczeniem jest wykonywanie pojedynczej instrukcji w jednym cyklu zegara.
W wyniku wszystkich uproszczeń 4-bitowy FlexiCore składa się z 2104 podzespołów. To mniej więcej tyle samo ile tranzystorów posiadał procesor Intel 4004 z 1971 roku. I niemal 30-krotnie mniej niż konkurencyjny PlasticARM zaprezentowany w ubiegłym roku. Uproszczenie jest więc ogromne. Stworzono też procesor 8-bitowy, jednak nie sprawuje się on tak dobrze, jak wersja 4-bitowa.
Obecnie trwają testy plastikowych plastrów z procesorami. Są one sprawdzane zarówno pod kątem wydajności, jak i odporności na wyginanie. Jednocześnie twórcy procesorów prowadzą prace optymalizacyjne, starając się jak najlepiej dostosować architekturę do różnych zadań. Jak poinformował Kumar, badania już wykazały, że można znacznie zredukować pobór prądu, nieco zbliżając do siebie poszczególne bramki.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Manchester zauważyli, że w w grafenownych supersieciach znajdujących się pomiędzy dwoma warstwami azotku boru pojawia się nowa rodzina kwazicząstek. Odkrycie ma znaczenie dla badań nad fizyką materii skondensowanej i może prowadzić do stworzenia tranzystorów pracujących z wyższymi częstotliwościami.
Fizycy i specjaliści z dziedziny materiałoznawstwa od kilku lat poszukują sposobu na wykorzystanie sił van der Waalsa działających pomiędzy cienkimi warstwami różnych kryształów do stworzenia materiałów, których właściwościami elektronicznymi można by manipulować bez potrzeby odwoływania się do wzbogacania kryształów atomami innych pierwiastków.
Najbardziej znanym przykładem jest jednoatomowa warstwa grafenu zamknięta pomiędzy dwoma jednoatomowymi warstwami heksagonalnego azotku boru (hBN), który ma podobną stałą sieci krystalicznej. Jako, że oba materiały mają podobną heksagonalną strukturę, po nałożeniu ich na siebie pojawiają się regularne wzorce, supersieci.
Gdy takie nałożone na siebie warstwy grafenu-azotku boru skręcimy i zmniejszy się kąt pomiędzy sieciami krystalicznymi obu materiałów, zwiększa się rozmiar supersieci. To zaś powoduje pojawienie się pasm wzbronionych (przerw energetycznych).
Naukowcy z Manchesteru zauważyli teraz niezwykłe zachowanie się elektronów w takiej strukturze. Dobrze wiemy, że w sytuacji braku pola magnetycznego elektrony poruszają się prosto, a gdy przyłożymy pole magnetyczne, ich trajektorie zaczynają się zaginać, elektrony poruszają się w koło co zmniejsza przewodnictwo. W warstwie grafenu umieszczonej pomiędzy dwiema warstwami hBN trajektorie elektronów również zaczęły się zaginać, ale przy polu magnetycznym o określonej wartości przewodnictwo gwałtownie wzrosło. Tak, jakby elektrony ponownie poruszały się po liniach prostych w metalu bez obecności pola magnetycznego, mówią członkowie zespołu badawczego Julien Barrier i Piranavan Kumaravadivel.
To zachowanie całkowicie sprzeczne z tym, co wiemy z podręczników fizyki, zauważa Kumaravadivel. Uczony i jego koledzy uważają, że zaobserwowane zjawisko to efekt pojawienia się nowych kwazicząstek. Te kwazicząstki to fermiony Browna-Zaka, które w strukturze grafen-hBN poruszają się z prędkościami balistycznymi pomimo obecności silnego pola magnetycznego. Fermiony te utrzymują prostą trajektorię poruszania się na przestrzeni dziesiątków mikrometrów w polu magnetycznym dochodzącym do 16 tesli.
Odkrycie to oznacza w praktyce, że nośniki ładunków elektrycznych mogą przebyć po linii prostej całą szerokość urządzenia elektronicznego, nie rozpraszając się w przy tym. To zaś daje nadzieję na zbudowanie tranzystorów pracujących przy niezwykle wysokich częstotliwościach. Procesory korzystające z takich tranzystorów mogłyby pracować znacznie szybciej niż obecnie dostępne procesory.
Co więcej, odkrywcy nowego zjawiska mówią, że zaobserwowane przez nich fermiony Browna-Zaka powinny pojawiać się w każdej supersieci, nie tylko grafenowej. To zaś ułatwi badanie nad zjawiskiem transportu elektronowego oraz nowymi supersieciami 2D tworzonymi przez inne materiały niż grafen.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W procesorach Intela odkryto kolejną lukę. Dziura nazwana CacheOut to luka typu side-channel, czyli błąd pozwalający na wykorzystanie pewnych szczegółów, często prawidłowej, implementacji.
Dziura odkryta przez naukowców z University of Michigan i University of Adelaide występuje we wszystkich procesorach od architektury SkyLake po Coffee Lake powstałych przed rokiem 2019. Wiadomo, że nie występuje ona w procesorach AMD, ale badacze nie wykluczają, że jest obecna w układach IBM-a i ARM.
Jak zauważyli eksperci gdy dane są pobierane z cache'u L1 często trafiają do buforów, z których mogą zostać wykradzione przez napastnika. Bardzo atrakcyjnym elementem CacheOut jest fakt, że napastnik może zdecydować, które dane z L1 zostaną umieszczone w buforze, skąd dokona kradzieży. Specjaliści wykazali, że możliwy jest wyciek danych mimo wielu różnych zabezpieczeń. w tym zabezpieczeń pomiędzy wątkami, procesami, wirtualnymi maszynami, przestrzenią użytkownika a jądrem systemu.
Intel, który o problemie został poinformowany już w ubiegłym roku, sklasyfikował lukę L1D Eviction Sampling/CVE-2020-0549/INTEL-SA-00329 jako średnio poważną i przygotował odpowiednie poprawki. Odpowiedni mikrokod zostanie upubliczniony a nwjbliższym czasie. Tymczasowym obejściem problemu jest wyłączenie wielowątkowości lub wyłączenie rozszerzenia TSX.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed dwoma laty firma Nantero ogłosiła, że pamięci NRAM CNT (carbon nanotubes) są gotowe do produkcji i mogą być używane w układach system-on-a-chip. Teraz podczas konferencji Hot Chips 2018 poinformowano, że nowa technologia przeszła wszelkie testy świadczące o jej przydatności do produkcji masowej, a nowe kości mogą być używane jako nieulotna alternatywa dla układów DDR4.
Prace nad układami CNT rozpoczęto w 2001 roku, a w roku 2016 zaprezentowano 256 megabitowe układy i ogłoszono, że zadebiutują one w roku 2018 we współpracy z Fujitsu. Teraz dowiadujemy się, że Nantero jest gotowa do produkcji większych ilości układów, a kości będą dostępne od przyszłego roku.
Komórki pamięci korzystają z nanorurek umieszczonych na podłożu, na którym są kontrolowane za pomocą impulsów elektromagnetycznych. Nanorurki znajdują się pomiędzy dwiema elektrodami i, w zależności od tego czy są skrzyżowane czy nie, zmienia się oporność. Dzięki pomiarom oporności można określić dwa stany, reprezentujące 0 i 1. Gdy rurki się nie stykają, oporność jest wysoka, interpretowana jako 1. Gdy się stykają, oporność spada i interpretowana jest jako 0.
Nantero twierdzi, że tego typu rozwiązanie ma wiele zalet. Kości CNT są niezwykle wytrzymałe. Ich szacowany czas pracy w temperaturze pokojowej to 10 000 lat. Wydajność zaś powinna dorównywać wydajności układów DD4. To zaś, w połączeniu z nieulotnością sprawia, ze są konkurencyjne wobec rozwiązań 3D XPoint i NAND Flash.
Fujitsu oświadczyło, że ma zamiar doprowadzić do rynkowego debiutu NRAM. Nie wiadomo, kiedy to się tanie, gdyż pozostały jeszcze pewne problemy do rozwiązania. W najbliższym czasie przekonamy się, że firma spełni swoja zapowiedź sprzed dwóch lat i przed końcem bieżącego roku zadebiutuje 256-megabitowy układ.
Nintero określa się jako firmę ARM, co oznacza, że będzie udzielała licencji na swoje układy, ale sama nie ma zamiaru ich produkować. Wiadomo, że obecnie gotowe są też projekty 8- i 16-gigabitowych układów składających się z, odpowiednio, 2 i 4 warstw, które mogą być wytwarzane w procesie 28 nanometrów. Firma za zamiar opracować projekt 8-warstwowych 512-gigabitowych układów produkowanych w procesie 7 nanometrów, jednak przygotowanie takiego projektu może zająć wiele lat.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Firma Adapteva ogłosiła, że wkrótce zacznie produkować próbną wersję 64-rdzeniowego procesora wykonanego w technologii 28 nanometrów. Układ E64G4 korzysta z technologii Epiphany, która została stworzona pod kątem takich zastosowań jak rozpoznawanie mowy czy przetwarzanie grafiki.
Adapteva specjalizuje się w tworzeniu aplikacji na rynek finansowy, wojskowy i inżynieryjny, teraz zaś chce zaistnieć na rynku urządzeń przenośnych.
W firmę zainwestowano zaledwie 2 miliony dolarów, teraz przygotowuje ona swój czwarty układ scalony i wkrótce przestanie przynosić straty. Andreas Olofsson, założyciel i szef Adaptevy mówi, że mimo iż same maski litograficzne kosztują miliony dolarów, to przedsiębiorstwo może działać, gdyż wybrało model multiproject wafer (MPW), w którym koszty masek podzielone są pomiędzy klientów firmy. Ponadto Adapteva działa na rynkach, na których produkuje się niewielkie serie drogich układów. Pojedynczy procesor może kosztować nawet 1000 dolarów.
Od lata 2011, kiedy to Adapteva wyprodukowała swój pierwszy układ scalony, 16-rdzeniowy procesor wykonany w technologii 65 nanometrów, wpływy przedsiębiorstwa wyniosły milion dolarów.
Obecnie ma powstać czwarta generacja układu Epiphany. Kość będzie składała się z 64 rdzeni RISC, z których każdy zostanie wyposażony w 32 kilobajty pamięci podręcznej. Całość zmieści się na powierzchni 8,2 mm2 i będzie, jak twierdzi Adapteva, najbardziej efektywnym energetycznie układem scalonym. Jego wydajność ma wynieść 70 GFlops/wat.
Kość taktowana będzie zegarem o częstotliwości do 700 MHz.
Ambicje firmy jednak się na tym nie kończą. Architektura Epiphany ma umożliwić produkcję procesora składającego się z 4096 rdzeni.
Układy na zamówienie Adaptevy są produkowane w fabrykach Globalfoundries.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.