如果我們喜歡綠色植物和稍微簡化的圖像,我們可以說目前的晶片設計得像我們的村莊或住宅區。每個單位或建築物水平展開,讓人感覺很舒適。
直接的推論是,我們顯然需要基礎設施、道路,以便居民或資料從一處傳輸到另一處。例如,從家庭到辦公室,從記憶體到處理器。對於人類和數據來說,旅行時間可能會很長而且很擁擠,這會浪費時間和精力。
摩天大樓可以節省時間
這就是為什麼來自三所美國大學的研究人員與史丹佛大學的工程師合作創建了一種革命性的新型多層建築,其形狀像一座摩天大樓。這種新方法稱為奈米工程計算系統技術,簡單來說就是N3XT。它的設計理念是,電腦運作所需的不同單位按樓層分組,樓層重疊,就像在建築物中一樣。
“N3XT 將像摩天大樓的地板一樣集成處理器和內存,並將這些組件與數百萬個“通孔”連接起來,從而消除數據瓶頸,這些“通孔”充當小型電子電梯”,史丹佛大學新聞稿解釋道。
那我們就會很想反對 3D 矽晶片的存在。但美國研究人員已經有了答案。這些設計起來極為複雜。不同的層次也是單獨準備然後堆疊、疊加而不是直接組裝。 N3XT 計畫的研究人員解釋說,這些晶片的製造還需要非常高的溫度,以防止第一級損壞另一級。相反,他們的解決方案直接以疊加層的形式嵌套使用碳奈米管晶體管製造的不同組件。“它將計算單元和記憶體浸入超級電子設備中”,史丹佛工程師解釋道。奈米材料也消除了對高溫的需求。
大轉變,大跨越
如果採用這種新方法需要“投資巨大”對於零件產業來說,前景非常有吸引力。與傳統電路相比,N3XT 方法將更快地傳輸數據,並且使用更少的功耗。
“當您將更高的速度和更低的功耗結合起來時,N3XT 系統的性能比傳統方法高出千倍。””,史丹佛大學的黃教授解釋。
為了實現這樣的性能,學術界因此採用了奈米材料,這將使其能夠到達矽無法到達的地方,從而獲得高度。不同層的倍增也將提供以指數方式增加可用功率的可能性:“對於 N3XT,整體確實大於部分之和”提出這種新架構的科學文件的合著者、史丹佛大學教授 Kunle Olutokun 評論道,他幫助優化了軟體和硬體之間的互動。
顯然,與矽晶片一樣,必須考慮加熱問題。因此,為了避免因過熱而導致性能下降,也提供了通風級。
面向未來的未來晶片
史丹佛大學副教授 Suhhasish Mitra 表示,N3XT 晶片旨在提供滿足未來運算需求的火力。例如,在這個世界中,需要快速可靠地處理大量數據才能解決公共衛生問題。史丹佛大學的研究人員已於 2014 年製造了一款晶片來證明他們的方法的有效性。他們的最新工作證實了這條路線具有巨大的潛力。明天,我們的數據將是城市老鼠。他們可能會像摩天大樓一樣移動,搭電梯走得更快,得到更快的處理。與人類不同,沒有人會後悔寒冷的平原上蒼白的早晨的蒼白,也不會後悔陽光明媚的周末友好的燒烤......
來源 :
史丹佛大學