mboost-dp1

unknown

Chips i 3D

- Via PhysOrg.com - , redigeret af Pernicious

For at leve op til Moores lov, der siger at mængden af transistorer fordobles hver 18 måned, skal chipudviklere til at tænke i flere dimensioner.

At lave chips i flere lag er ikke noget nyt, men Rensselaer Polytechnic Institute arbejder på en langt mere effektiv metode end dem, der bruges i dag. Deres 3D-chips er baseret på wafer i flere lag.

En normal chip bliver lavet på en enkelt todimensional wafer. Idéen er at sammensætte flere af disse i lag, så forbindelserne imellem transistorerne kan gøres meget kortere.

Dette er dog kun én mulighed med teknologien, andre er at sammensætte forskellige former for chips, så som CPU, RAM, sensorer osv.





Gå til bund
Gravatar #1 - lean
19. jul. 2005 10:16
En sølle ekstra dimension? Det giver da ikke Moores lov særlig meget længere levetid. Den eneste vej frem for at bevare Moores lov er ved at gøre ting mindre, eller bruge mange flere dimensioner.
Desuden er det største problem at slippe af med varmen, og dette bliver allerede gjort i 3 dimensioner.
*update*
SUK.
Har lige læst artiklen. De ved ikke engang hvad Moores lov er. Det er antallet af transistorer der bliver fordoble hver 3. måned, og ikke 'processing power of integrated circuits'.
Gravatar #2 - lean
19. jul. 2005 10:32
Okay, læste lidt på Wikipedia. Ser ud som om at researcherne har ret, fra Wikipedia:
"Moore's law is the empirical observation that at our rate of technological development, the complexity of an integrated circuit, with respect to minimum component cost will double in about 24 months.".
Så spørgsmålet er så bare hvad kompleksiteten er. Det må have noget at gøre med hvor mange del komponenter der er, og hvordan de er forbundet.
I 2 dimensioner kan man højest have n + (n - 1)*(n -1) forbindleser hvor n er antallet af delkomponenter, og i 3D kan man have n! hvilket har exponential kompleksitet.
Gravatar #3 - Disky
19. jul. 2005 10:32
lean:
hehe du ved vist heller ikke hvad moores lov er :)

http://en.wikipedia.org/wiki/Moores_Law

The complexity for minimum component costs has increased at a rate of roughly a factor of two per year

edit:
Ahh i posting #2 havde du alligevel læst det :)
Gravatar #4 - lean
19. jul. 2005 10:57
Der er dog et problem med min antagelse, og det er at forbindelserne er uendelig tynde. Hvis man giver dem tykkelse, kommer kompleksiteten selvfølgelig til at afhænge af de 3 dimensioner.
Tricket ville så være at lave forbindelserne utrolig tynde, men transistorerne store, og så bare lave et ekstra lag forbindelser når man skulle have størrere kompleksitet.
Gravatar #5 - Dreadnought
19. jul. 2005 11:01
hmm... Så bør der også udvikles en ny form for køling. I dag har vi problemer med hotspots. Denne metode vil resultere i mere koncentrerede hotspots. Jeg mener at have læst et eller andet sted at fra den enkelte transistor og ud til chippens overflade kan være mere end 10 graders forskel. Så med denne metode kan det stige til 15-20 grader eller mere. Så det er tvivlsomt at se metoden i brug i andre processorer end i lavstrømsmodeller uden brug af nutidens kølemetoder.
Gravatar #6 - ZOPTIKEREN
19. jul. 2005 11:19
#5 - Dreadnought
Der bliver skam også forsket i kølingsmetodik. Her et et eksempel på ekstrem køling, og her er et beregnet til køling af silicon-chips.
Gravatar #7 - iluka
19. jul. 2005 12:26
#1 en sølle ekstra dimension? Det gør da en enorm forskel om der er 2 eller 3 dimensioner... 10^2 = 100 og 10^3 = 1000, altså allerede ved en tænkt chip der indeholder 10 transistorer på hver led får du en faktor 10 flere transistorer ind i chippen. ved 100*100 får du en faktor 100 osv.

Jeg ved godt at det er yderst tænkt, og at der opstår en række nye problemer, men det er da noget pjat at sige at den ekstra dimension ikke betyder noget.
Gravatar #8 - BurningShadow
19. jul. 2005 12:59
#7

Det tænkte jeg også på, at gøre opmærksom på, men da han udviste en voldsom uvidenhed, så gad jeg ikke.

Men jeg har alligevel et spørgsmål til lean:
Hvilken fjerde dimention vil du have de skal gøre brug af?
2D = Længde + Brede
3D = Længde + Brede + Højde
4D = Længde + Brede + Hæjde + Tid(?)
Eller havde du noget andet i tankerne, som den fjerde dimention, end tiden?
Gravatar #9 - gameovernet
19. jul. 2005 13:08
hvis de laver 3d så tror jeg ikke man skal gå efter moores lov. men i stedet en ny lov.
Gravatar #10 - icewalker
19. jul. 2005 13:08
#8
Altså.. tre dimensioner: op/ned, frem/tilbage, højre/venstre
Fjerde dimension er så... skråt op... ;-)
Gravatar #11 - hatten
19. jul. 2005 13:09
#8 Tid er ikke en rummelig dimention, og du kan kalde den n'de dimention som du har lyst til at tilføre lige hvad du vil.
Problemet er bare at det endnu ikke er lykkedes nogen at bevise en 4. rummelig dimention, og slet ikke at manipulere med den.

De få(læs: mange, men meget ens) teorier der antager at der eksistere flere dimentioner, hvoraf stringteorierne er de mest kendte, har allesammen løsninger som realt betyder at de tilføjede dimentioner ikke "eksistere" andet end for stringene for at undgå at de implimentationer en 4. rummelig dimention har for vores umiddelbare opfattelse af universet.

(Det er korrekt at der findes systemer hvor tid medtages som en 4. dimention, navnligt Minkowsky's spacetime, men dette gøres udelukkende med omfattende reservationer. Den medtages ikke som en real rummelig dimention.)

#9 Utrolig så stor uvidenhed du kan fremlægge i så kort et post.
Gravatar #12 - BurningShadow
19. jul. 2005 13:13
#11

Det er jeg klar over, men hvor pokker vil han få en ekstra dimention fra? Vil han hente den i Fakta?
Gravatar #13 - bjerh
19. jul. 2005 13:24
#10 Sorry.. skulle have ramt Sjov.. :P
Gravatar #14 - lean
19. jul. 2005 13:24
#7
I dagens chip er der omkring 100 millioner transistorer. Hvis vi siger det er maksimum, betyder det at der er 10.000 på transistorer på hvert led. Hvis vi siger at antallet af transistorer bliver fordoblet på 24 måneder, så vil der gå 28 år før moores lov indhenter fordelen ved 3D. Hvis vi istedet siger at maksimum for transistorer i chips er 100 milliarder (langt over hvad vi tror der er muligt), vil det tage 36 år før moores lov overhæler.
Så 3D vil købes os omkring 30 år, før den ikke du'r til noget som helst mere.
Dette er selvfølgelig kun hvis man tæller antallet af transistorer og ikke antallet af bindeled mellem transistorer, som er den egentlige kompleksitet.
Gravatar #15 - iluka
19. jul. 2005 14:27
#14 hvis vi lige antager at dine beregninger er rigtige, så ville 3d teknologien teoretisk set kunne sætte os 30 år frem, i forhold til hvis vi ikke havde den teknologi. Det syntes du er uvæsenligt?
Gravatar #16 - Dreadnought
19. jul. 2005 14:35
#6 Uden tvivl, men det kræves stadigt at de gør noget ved afstanden mellem transistorlaget og chippens overflade. Sådan som det er nu er den afstand mellem 0,5mm og 1mm.

Teknologien i det første link kan tvivlsomt håndtere den mængde varme en CPU kan producere. Det andet link er nok en mere brugbar kandidat, men nok kun til ekstrem high-end CPU'er til store clustere, da det indebærer kompressor køling.


Er der nogen der ved hvor nemt der at blande interconnects og transistorer i samme lag? 3D metoden burde kunne laves efter nogle få justeringer i produktionsmaskinerne.
Gravatar #17 - izmkr
19. jul. 2005 15:53
Hold da op hvor er der mange herinde, der absolut ikke aner en kæft om hvad det er i plaprer løs om!
Gravatar #18 - temo
19. jul. 2005 16:03
**off topic**
#17 so sue us? Stod på på forsiden man skulle være professor for at deltage i et offentligt tilgængelig fora?

**on topic**

jeg har ikke noget fornuftigt at bidrage til foraet med, af frygt for at lyde totalt uintelligent ;)

Men spændende læsning er det da i hvertfald =)
Gravatar #19 - mrmorris
19. jul. 2005 16:32
Det er vel hvad man kunne forvente, ikke just uventet. De nyeste motherboards har 8 lag PCB, de nyeste RAM bruger die-stacking for at forbinde alle celler og Intels 90nm process benytter 7 lag for at forbinde CPU'ens dele med hinanden med så kort en afstand som mulig.

Yderligere brug af den 3 dimension vil dog nok primært ses i forbindelse med et møde med "muren" da det pt. ikke løser nogle effekt-problemer.
Gravatar #20 - icewalker
19. jul. 2005 16:57
#19
Ikke nok med at det ikke løser problemer med varmeophobning og deraf følgende højere modstand - det forværrer problemet. Kun de to yderste lag kan have direkte køling ud til koldere omgivelser, mens mellemlagene vil skulle afgive varmen til andre lag der selv producerer varme
Gravatar #21 - bjarkehingrumme
19. jul. 2005 19:25
#6 Du er klar over at første link indebærer et superledende metal ikke? For den slags køling vil kun kunne køle fra omkring 5-20K (typisk kritisk temperatur for metallers superledning) og nedefter. Det andet link er mere relevant for emnet og temmeligt spændende efter min mening.

Kunne man forestille sig at man producerede chipsene med lodrette eller vandrette metalkanaler og bankede en god kraftig strøm igennem den. Elektronerne ville så pumpe varme bort. Spørgsmålet er om det ville være noget der battede...
Gravatar #22 - alyflex
19. jul. 2005 21:16
#21 superledere fås nu op til omkring 100K, og så vidt jeg husker endda højere men ellers...
Gravatar #23 - krex
19. jul. 2005 23:29
#21+#6 Jeg er ikke sikker på det vil være nogen god idé at benytte "superledningsmetoden" (eller hvad man nu skal kalde den) i en computerchip. For det første fordi man skal bruge en superleder (som #21 også skriver), men også fordi jeg tror man kommer til at lave en stor MOS-kapacitor, hvilket nok ikke vil være praktisk på en computerchip. Der er selvfølgelig allerede mange små MOS-kapacitorer i en computerchip, men hvis man vil køle hele chippen, kræver det formentlig en stor, som sandsyligvis vil påvirke hele chippen. Er dog enig i at idéen med mikrokanaler lyder ret sej!
Gravatar #24 - Spook
20. jul. 2005 06:17
Hmmm... Hvornår har nogen sidst designet noget i 2D? Er det ikke pr. definition umuligt at fremstille en fysisk genstand (IRL) der ikke har 3 dimensioner? Selv blyantsstreger på papir har 3 dimensioner!

Og ja, jeg ved godt det ikke var pointen, synes bare formuleringen af nyheden er uheldig.
Gravatar #25 - icewalker
20. jul. 2005 07:30
#24 designet som sådan er 2D. At man så ikke kan lave en fysisk genstand som ikke er 3D, er en anden historie. En tegning på et stykke papir er 3D, som du siger, men illustrationen/designet som sådan er 2D, da du i designet ikke inddrager andet end akserne i planet.
Gravatar #26 - bjarkehingrumme
20. jul. 2005 07:42
#22 Metaller bliver ikke superledende ved 100K. Det er kun visse oxider der kommer så højt. De har så vidt jeg ved ingen metallisk ledningsevne, og det er tilsyneladende nødvendigt for at bruge dem til køleformålet i linket.
Gravatar #27 - FinnHolger
20. jul. 2005 10:46
#24 For at skære det ud i pap (i 2D), så er det irrelevant at betragte fx. et alm. puslespil i 3D, selvom brikkerne fylder 1mm noget i dybden.
Du bliver jo ikke bedre til at lægge brikkerne, hvis du kender deres dybde (bagside til forside).

Når de så kalder chipsene for 3D-chips, er vel fordi de anser dybden i chippen for en væsenlig faktor.
Gå til top

Opret dig som bruger i dag

Det er gratis, og du binder dig ikke til noget.

Når du er oprettet som bruger, får du adgang til en lang række af sidens andre muligheder, såsom at udforme siden efter eget ønske og deltage i diskussionerne.

Opret Bruger Login