IBM 研究人员宣布了一种全新的计算机芯片制造方法，该方法将把 300 亿个晶体管封装到指甲大小的空间中，从而大幅提升我们所需的处理能力。
创新的关键是将当前芯片上晶体管栅极的尺寸从 10 纳米减半至 5 纳米 (nm) – 更多的栅极意味着更多的功率和更高的效率，这将有助于从以下各个方面自动驾驶汽车到智能手机。
为此，IBM 与合作伙伴三星和 Global Foundries 为未来芯片提出了一种新设计，克服了当前架构的一些限制。 它被称为 FinFET，或者鳍式场效应晶体管。
半导体公司兼研究出版商 VLSI Research 首席执行官丹·哈奇森 (Dan Hutcheson) 表示：“这是一项重大进展。”告诉布莱恩·巴雷特有线。 “如果我能让晶体管变得更小，我就能在同一区域获得更多晶体管，这意味着我在同一区域获得更多计算能力。”
IBM 表示，在功耗相同的情况下，这些芯片的速度将提高 40%，这意味着当以与当今芯片相同的速度运行时，它们将节省 75% 的功耗。
想象一下，手机处理器的速度与我们今天的处理器一样快，但一天只消耗相同电池电量的四分之一——这就是我们正在讨论的改进。
新 5 纳米架构的横截面图。 图片来源：IBM 研究部
为了改进每个晶体管使用三个载流通道的 FinFET 架构，研究人员使用堆叠硅纳米片设计来有效地创建另一个通道。
更多通道在晶体管导通时允许更大的电流，在晶体管关闭时允许更快的泄漏，这就是功率和效率增益的来源。
简单来说，该团队将 FinFET 架构转向横向，并将更多晶体管堆叠在一起。
自该技术出现以来，对更快、更高效处理器的追求就一直在持续，并且由著名的摩尔定律，由英特尔联合创始人戈登·摩尔于1965年提出。
摩尔最初预测芯片上的晶体管数量每年都会增加一倍，以继续为更快、更高效的计算机提供动力，十年后将该预测修改为每两年一次。
最近事情一直在放缓，因为进展努力维持一个从未打算持续这么长时间的预测。 但工程师们将这个想法作为一种激励，努力保持摩尔定律的活力。
IBM 及其合作伙伴提出的这种新架构意味着我们应该会在未来几年看到计算机芯片的巨大进步。
它还使工程师能够使用现有的工艺和材料，而不是有前途的替代品像碳纳米管，因此我们当前的技术可以满足我们的需求，同时探索下一代选项。
采用 FinFET 架构制造的 7 纳米芯片计划于 2018 年开始生产，全新的 5 纳米芯片可能会在一年左右准备就绪，但不要指望它们会立即出现在消费电子产品中。
随着大跃进的发生人工智能,数据速度以及许多其他领域，以更少的能源更快地处理更多数据的竞赛正在展开，而新的 5 纳米芯片应该会提供很大的帮助。
“世界正坐在这些东西上，人工智能，自动驾驶汽车，”哈奇森告诉有线。 “它们都高度依赖更高效的计算能力。”
“这只能来自这种类型的技术。没有这个，我们就会停下来。”
该研究将在2017超大规模集成电路技术与电路研讨会在日本京都。
更正（2017 年 6 月 7 日）：这个故事的早期版本称，计算机芯片可以容纳 3000 万个晶体管； 现在这个数字已经改为正确的300亿规模。 我们对这个错误感到遗憾。
