PRIMUL CIP CU ARHITECTURĂ DE 2 NANOMETRI

IBM a construit un procesor de calculator, care are în componență 50 de miliarde de tranzistoare, pe o suprafață de dimensiunea unei unghii, obținându-se cea mai mică și mai densă arhitectură de cipuri de calculator produsă până în prezent. Dacă procesorul va fi implementat pentru utilizarea în centrele de date și electronicele de larg consum, ar putea reduce o mare parte din cantitatea de energie necesară pentru procesarea informațiilor.

Industria de fabricație a cipurilor de calculatoare categorisește generațiile de tehnologie a cipurilor în funcție de clasa de mărime, deși acest criteriu nu se referă la dimensiunea reală a cipului. Pentru noile dispozitive comerciale există o tendință de utilizare a cipurilor cu arhitecturi de 7 nanometri sau 5 nanometri. De exemplu, cipul Apple M1 din gama sa actuală de calculatoare și cipul A14 care este integrat în iPhone-urile actuale utilizează ambele cipuri cu arhitecturi de 5 nanometri.

Compania IBM susține faptul că a creat primul cip funcțional cu arhitectură de 2 nanometri. Tranzistoarele acestui prototip au o lățime de 12 nanometri. Micșorarea dimensiunii tranzistoarelor poate face cipurile mai mici, mai rapide și mai eficiente. Pentru dispozitivele mobile, aceasta poate însemna o durată mai mare de viață a bateriei.

Oficialii IBM au anunțat că cipurile cu arhitecturi de 2 nanometri pot fi utilizate în cadrul oricăror dispozitive, de la telefoane mobile și tablete la cipuri de servere și supercomputere de înaltă performanță. Cu ajutorul acestui cip ar putea fi obținută o performanță cu 45% mai mare și un consum de energie cu 75% mai mic decât cipurile cu arhitecturi de 7 nanometri de pe piața actuală.

Steven Freear din cadrul Universității din Leeds, Marea Britanie, susține faptul că cipurile cu o densitate mai mare de tranzistoare ar aduce o serie de beneficii pe lângă eficiența energetică, inclusiv fiabilitate îmbunătățită datorită capacității de a include o schemă logică mai bună pentru securitate și verificare a erorilor.

Mukesh Khare din cadrul IBM susține faptul că prototipul a fost realizat la sediul companiei din Albany, New York și că procesul presupune „mii de pași” într-o cameră curată cu o suprafață de 9.300 de metri pătrați, care funționează 24 de ore pe zi, în fiecare zi a anului. IBM a anunțat faptul că cipurile vor intra în producție spre sfârșitul anului 2024, dar vor externaliza acest lucru către alte fabrici.

Cipurile, așa cum le cunoaștem astăzi, au fost dezvoltate încă din anul 1959 , în cadrul Laboratoarele Bell din SUA, unde tranzistoarele au fost realizate prin oxidarea cu atenție a unei bucăți de siliciu. Aceste dispozitive minuscule sunt elementele de bază ale electronicelor moderne și toate progresele de atunci au fost în esență miniaturizarea acestei tehnologii.

Miniaturizarea cipurilor funcționează după Legea lui Moore, care afirmă că numărul de tranzistoare de pe un procesor se va dubla la fiecare doi ani. Acest lucru s-a dovedit a fi adevărat de zeci de ani, dar a încetinit în ultimii ani.

Kieran Brophy, din cadrul Colegiului Imperial din Londra, susține faptul că îmbunătățirea proiectării cipurilor bazată pe numărul tranzistoarelor se apropie rapid de limitele fizice fundamentale: „Este cunoscut faptul că legea lui Moore devine mai puțin aplicabilă. În principiu, nu se pot proiecta cipuri la o scară din ce în ce mai mică. Nu poți schimba fizica.”

Industria globală a cipurilor a publicat o cronologie a salturilor tehnologice așteptate în procesul de miniaturizare a procesoarelor, astfel încât companiile să poată lucra împreună pentru a dezvolta metodele de fabricație și testare necesare. Conform acestei cronologii, procesoarele cu arhitecturi de 2 nanometri vor fi lansate în anul 2023, iar companiile precum Taiwan Semiconductor Manufacturing Company ar trebui să înceapă să fabrice produse comerciale în anul 2024, care vor avea în componență tehnologia respectivă.

De asemenea, Uninunea Europeană are ca obiectiv introducerea pe piață a tehnologiei de 2 nanometri și a investit 125 de miliarde de lire sterline pentru cercetare și dezvoltare și pentru consolidarea capacității de producție.

Adoptarea acestei tehnologii ar putea face o mare schimbare în evoluția încălzirii globale, prin reducerea cerințelor energetice uriașe ale centrelor de date din spatele serviciilor de e-mail, social media, bancare și streaming video. În prezent, astfel de centre de date reprezintă 1% din consumul mondial de energie electrică.