Τσιπ από γραφένιο υπόσχονται ταχύτητα 100 GHz

[PCharon]

Όπως σωστά παρατηρήθηκε επιτέλους, το άρθρο δεν αναφέρεται καθόλου σε αρχιτεκτονικές αλλά σε μέθοδο κατασκευής ολοκληρωμένων. Δεν είπε κανείς πως αν αλλάξεις τη μέθοδο κατασκευής σε νέα που προσφέρει βελτιωμένα χαρακτηριστικά τότε θα αλλάζει αναγκαστικά η αρχιτεκτονική (αλλά μπορεί και να αλλάζει, θα δείξει αν το καταφέρουν ποτέ). Σου λέει απλά πως αντί να πάρει τουβλάκια Α (τύπου BJT, όπως γίνεται εως σήμερα), σκέφτεται να χρησιμοποιήσει τουβλάκια Β (FET), που είναι γνωστό πως έχουν καλύτερα χαρακτηριστικά, απλά είναι δύσκολο να κοπούν στο ζητούμενο μέγεθος.

 

Αυτά που λέει το άρθρο, για τη διαφορά τρανζίστορ ημιαγωγών με προσμίξεις και τρανζίστορ επίδρασης πεδίου, είναι γενικώς γνωστά στους κατέχοντες στοιχειώδεις γνώσεις ηλεκτρονικής, δεν είναι κάτι καινούργιο, απλά το θέμα είναι να μπορέσουν να φτιάξουν την επιθυμητή μικροκλίμακα. Αναφορά στο θέμα χρήσης -FET σε ολοκληρωμένα υπάρχει κι εδώ http://en.wikipedia.org/wiki/Transistor

[antonl]

 

Τι αποδίδει καλύτερα 30Ghz ή 10 πηρύνες των 3Ghz;

[...]

Έστω ότι ένας υπολογισμός απαιτεί 10Ghz υπολογιστική ισχύ

 

Στην πρώτη περίπτωση ξεκινάει η υπολογιστική πράξη και κάνει 0.3s να ολοκληρωθεί

Στην Δεύτερη σπάει η υπολογιστική πράξη σε 10 διεργασίες 10 πηρύνων. Έτσι έχουμε 3/10 = 0.3s ίσος χρόνος

 

Τι γίνεται όμως τώρα με το

multitasking;

 

Έστω πλέον ότι έχουμε 2 προγράμματα που απαιτούν επεξεργαστική ισχύ 10Ghz έκαστο.

Στην πρώτη περίπτωση θα εκτελεσθεί πρώτα αυτό που έχει προτεραιότητα και μετά το δεύτερο, δηλαδή τα πρώτα 0.3s θα έχει εκτελεστεί και ολοκληρωθεί το πρώτο, και τα επόμενα 0.6s θα έχει ολοκληρωθεί το δεύτερο. Στην περίπτωση αυτή θα πάνε 5 πηρύνες για κάθε πρόγραμμα από 5Ghz ο καθένας. Θα ξεκινήσουν και τα 2 ταυτόχρονα και θα σταματήσουν στα 0.6s α δεν είναι τόσο καλοί οι πρύνες πια;

 

Πολλαπλασιάστε το χρόνο αυτό χ10 να δείτε

 

2 απαιτητικά προγράμματα στα 30Ghz πετυχαίνουν απόδωση 3s και 6s με μέσο όρο 4.5s

ενώ στα 10x3Ghz πετυχαίνουν απόδωση 6s και 6s με μέσο όρο 6s [...]

 

Υποθέτεις ότι ο «υπολογισμός» μπορεί να παραλληλιστεί σε όσα νήματα θέλουμε, κάτι που δεν είναι ο κανόνας. Επίσης στο όλο σκεπτικό νομίζω ότι υπάρχει το λογικό λάθος του στυλ έχω έναν C2D quad 3GHz, δηλ. είναι 12GHz ο CPU μου.

Αν κάτι απαιτεί συγκεκριμένο αριθμό xHz, δεν παίρνεις κι αθροίζεις τις επιμέρους ταχύτητες των πυρήνων. Συν ότι δεν ξέρω τι θα μπορούσε να ταν αυτό το «κάτι», τουλάχιστον για έναν home user.

 

Επίσης, πυρήνας, Hertz

 

Το Point της είδησης κατά τη γνώμη μου είναι πως (δείχνει να) βρέθηκε τρόπος να ξεπεράσουμε (για κάποιο διάστημα τουλάχιστον) τον τοίχο που θα χτυπήσουν κάποια στιγμή οι επεξεργαστές λόγω αύξησης της συχνότητας λειτουργίας.

Και κάτι σχετικό-άσχετο. Τα τελευταία 3-4 χρόνια, σε αντίθεση με όλα τα προηγούμενα, οι συχνότητες δείχνουν να χουν κολλήσει κάπου στα ~3GHz ενώ την τελευταία 10-15ετία που θυμάμαι, κάθε ~2 χρόνια είχαμε τον διπλασιασμό τους (σε συνδυασμό με πιο σύγχρονες αρχιτεκτονικές). Βέβαια τώρα πήγαμε σε πολυπύρηνα συστήματα. Απλά σκέφτομαι αν είναι καλύτερα που σε λίγο θα χουμε 6πήρυνους @~2,5-3GHz ή να χαμε 1-2πύρηνους @~6GHz. Υποθέτω ότι λόγω περιορισμών που έθετε η τότε τεχνολογία, οδηγηθήκαμε εδώ που βρισκόμαστε σήμερα;

[alexzzz]

Να προσθέσω και το δικό μου σκεπτικό σε αυτό του αντον και να πω ότι και οι ανάγκες περιορίζουν την ανάπτυξη των επεξεργαστών. Πολύ λίγοι έχουν ανάγκη όλη αυτή την ισχύει που έχουμε σήμερα και έτσι δεν υπάρχει πίεση για παραπάνω (αντίθετα με το παρελθόν που δεν έφτανε)

[m3ltd0wn]

Βασικά το άρθρο αναφέρει για ταχύτητα των transistor και όχι κάποιου επεξεργαστή. Άρα τα 30Ghz δεν αφορούν έναν ολοκληρωμένο επεξεργαστή αλλά ένα transistor μέσα σε αυτόν (μπακαλίστικα τουλάχιστον...)

 

Επίσης, όταν μιλάμε για Hz ενός επεξεργαστή, τότε αναφερόμαστε σε κύκλους ρολογιού. Η κάθε εντολή για την εκτέλεση της απαιτεί έναν ορισμένο αριθμό από κύκλους ρολογίου (συνήθως 1-4). Μέσα σε αυτούς τους κύκλους υπάρχει και η έννοια της ανάγνωσης και της εγγραφής από/προς την μνήμη. ΑΡΑ και η μνήμη παίζει σημαντικό ρόλο γιατί πλέον,

 

ο επεξεργαστής και η μνήμη δεν ελέγχονται από το ίδιο ρολόι όπως κάποτε γιατί οι επεξεργαστές έχουν ανέβει κατά πολύ σε ταχύτητα. Για τον λόγο αυτό υπάρχουν πλέον και έννοιες τύπου FSB και BSB, ρολόγια δηλαδή τα οποία υποπολαπλασιάζουν την συχνότητα του ρολογιού του επεξεργαστή ώστε να μπορεί να συγχρονίζεται με την μνήμη.

 

Που θέλω να καταλήξω. Ο επεξεργαστής αποτελείται από transistor, όπως και η μνήμη όπως και ΟΛΑ στο pc. Η είδηση είναι επαναστατική μιας και μας λέει πως στο μέλλον θα έχουμε την δυνατότητα ΟΛΑ να τρέχουν με τεράστιες ταχύτητες και κατά συνέπεια να επιτύχουμε γρηγορότερους χρόνους εκτέλεσης εντολών. Αν καταφέρουμε να ξεφύγουμε και από το FSB τότε θα έχουμε περάσει (ξανά) σε μία νέα εποχή υπολογισμού.

[infected86]

Γενικά χίλιες φορές να μιλούσαν στο άρθρο για το γραφένιο που είναι και η πραγματική επανάσταση παρά για τα GHz...Πάρε megapixel να έχεις μου θυμίζει σαν τις φωτογραφικές τα τελευταία 10 χρόνια στο εμπόριο αυτά που ακούγοναι για 64 πυρήνες η 100 GHz αντίστοιχα στα τελευταία τεχνολογικά νέα.

το καλό στο όλο σκηνικό είναι οτι το γραφένιο που περιφέρεται απο το 2004 στα ερευνητικά εργαστήρια ηλεκτρονικών έχει κάποιες εφαρμογές πλεον και αυτό θα μας πεί πολλα σε λιγα χρόνια

[pappous_soulis]

Μην ξεχνάτε, η είδηση είναι απ'το in.gr ε.

[DrFreeman]

Προφανώς όταν υπάρχει bottleneck σε κάποιο σημείο - συνήθως αυτό το σημείο είναι σχετιζόμενο άμεσα ή έμμεσα με την κεντρική μνήμη του συστήματος - τα επιπλέον MHz/GHz δε θα δώσουν διαφορά. Οσο όμως έχουμε ανοιχτό δρόμο δίχως bottleneck οιασδήποτε μορφής στο σύστημα (π.χ. χρονίζουμε τη μνήμη σε επαρκώς υψηλές συχνότητες ώστε να ακολουθεί την CPU) τότε κάθε αύξηση της συχνότητας θα επιφέρει μια ανάλογη αύξηση στις επιδόσεις.

 

Το κέρδος σε επιδόσεις από την άνοδο της συχνότητας του επεξεργαστή - εφόσον μιλάμε για single threaded εφαρμογές - δεν απαιτεί ειδικό προγραμματισμό (όπως απαιτούν οι multithreaded ας πούμε).

 

O Thresh μάλλον κόλλησε στο γεγονός ότι είναι εξαιρετικά δύσκολο - έως αδύνατο - να μην έχεις bottleneck όταν ο επεξεργαστής είναι χρονισμένος σε τόσα GHz.

[alcemist]

Καταρχάς μιλάμε για την μετά πυρίτιο εποχή.

Επομένως ξεχάστε τα CMOS και ξεχάστε κάθε παρούσα αρχιτεκτονική και τεχνολογία κατασκευής (λιθογραφία όπως την ξέρουμε κτλ).

Επίσης αποκλείεται να δούμε κάτι τέτοιο στην αγορά πριν το 2025 (σύμφωνα με το roadmap των εταιριών). Αυτό που παίζει να δούμε σύντομα(?) στους επεξεργαστές μας είναι η χρήση νανοσωλήνων άνθρακα (διπλωμένο γραφένιο επί της ουσίας) αντί για τις συμβατικες μεταλλικές συνδέσεις μέσα στο ολοκληρωμένο (όχι η χρήση τους ως FET όμως...).

 

Η εκτίμηση μου είναι ότι η χρήση νέων FET στην μετά πυρίτιο εποχή θα είναι το ορόσημο για την πλήρη απόσυρση της αρχιτεκτονικής των PC και των απογόνων της και η δημιουργία μιας καινούργιας. Μέχρι τώρα οι εταιρίες δεν μπορούν να το κάνουν για ευνόητους λόγους (λειτουργικά, συμβατότητες...). Η εντελώς νέα τεχνολογία όμως θα δώσει την ευκαιρία αυτή.

[gdriver]

τρανζιστορ διαμαντιου δεν ειχαν πετυχει συχνοτητες 200GHZ; μαλιστα ελεγαν για πολλη φτηνη κατασκευη διαμαντιου στο εργαστηριο. αυτη η μελετη που πηγε για να γινει συγκριση με το γραφενιο;ασχετο το ξερω.

[alcemist]

τρανζιστορ διαμαντιου δεν ειχαν πετυχει συχνοτητες 200GHZ; μαλιστα ελεγαν για πολλη φτηνη κατασκευη διαμαντιου στο εργαστηριο. αυτη η μελετη που πηγε για να γινει συγκριση με το γραφενιο;ασχετο το ξερω.

 

Γραφένιο και διαμάντι είναι σχεδόν το ίδιο πράγμα.

Η φθηνή κατασκευή αναφέρεται στην θερμική ανάπτυξη που αναφέρεται και στο παρόν άρθρο.

[drmetal]

Δεν είμαι τόσο καλός στον ηλεκτρισμό, αλλά θυμάμε ένα πράγμα καλά: ~6-7 GHZ είναι το όριο στη συχνότητα γιατι πάνω από έχουμε εκπομπή ενέργειας (πχ ασύρματες επικοινωνίες) και δεν ισχύουν οι νόμοι του Kirkoff που είναι βασικοί για την δημιουργία επεξεργαστή.

 

Γιαυτό δεν θα δούμε ποτέ επεξεργαστές 30 ghz, γιατί θα έπρεπε να ήταν εξαιρετικά μικρό το chip, 6 φορές πιό μικρό από τώρα χοντρικά.

 

Και μην πείτε για τις διαστάσεις των tranzistor που συνεχώς μικραίνουν γιατί και αυτό είναι στο όριο του. Δεν μπορεί να μειωνετε το μέγεθος για πάντα, στα τωρινά tranzistor κομματι που έχει πάχος 5 άτομα. Πόσο παραπάνω να πάει ? 2 ? Πιο κάτω δεν γίνεται. Γιαυτό όλοι προσανατολίζοντε στου πολυπήρινους επεξεργαστές, που βασικά λύνουν το πρόβλημα, απλά οι προγραμματιστές θα έχουν πιό δύσκολη δουλειά.

 

Άλλο θέμα είναι ή ενέργεια: για να τροφοδοτήσεις ένα σύστημα 100 ghz θέλεις 25 φορές την ενέργεια που θέλεις για να τροφοροτήσεις ένα 4GHZ δηλαδή όσο καίει μια πολυκατοικία ή κάτι τέτοιο.

 

Ας σχολιάσει κάποιος που ξέρει περισσότερα.

[alcemist]

λοιπόν έχουμε και λέμε:

 

~6-7 GHZ είναι το όριο στη συχνότητα γιατι πάνω από έχουμε εκπομπή ενέργειας (πχ ασύρματες επικοινωνίες) και δεν ισχύουν οι νόμοι του Kirkoff που είναι βασικοί για την δημιουργία επεξεργαστή.

 

Γιαυτό δεν θα δούμε ποτέ επεξεργαστές 30 ghz, γιατί θα έπρεπε να ήταν εξαιρετικά μικρό το chip, 6 φορές πιό μικρό από τώρα χοντρικά.

 

-> αυτό ακριβώς είναι το γραφένιο, εξαιρετικά μικρό με πρακτικά μηδέν ωμική αντίσταση. Συμφωνούμε ότι η σχεδίαση δεν θα γίνεται με τους νομους του Ωμ αλλά ούτε και σήμερα γίνεται! Έχουμε στα σπίτια μας MOSFET με μήκος πύλης 40 νανόμετρα και κάτω. Οι νόμoi της κβαντικής φυσικής είναι πολύ σημαντικοί σε αυτά τα μεγέθη.

 

 

Δεν μπορεί να μειωνετε το μέγεθος για πάντα, στα τωρινά transistor κομματι που έχει πάχος 5 άτομα.

 

-> στα σημερινά τρανζίστορ το πάχος είναι <40 άτομα. Ο κόσμος σήμερα μιλάει για μοριακά τρανζίστορ (της τάξης του 1 νανομέτρου), όπου ένα μόνο μόριο (ή πολύ λίγα) είναι ένα FET (όχι πυριτίου φυσικά). Το γραφένιο είναι κάπου στην μέση.

 

Άλλο θέμα είναι ή ενέργεια: ...

-> Δεν νομίζω ότι ισχύει αυτό που λες. Ή τουλάχιστον ισχύει μόνο στην τεχνολογία CMOS που χρησιμοποιείται σήμερα. Το γραφένιο έχει σχεδόν άπειρη αγωγιμότητα (κι όμως!) και μηδέν θερμικές απώλειες. Φυσικά τα πράγματα δεν είναι τόσο ρόδινα καθώς το πρόβλημα δημιουργείται όταν τα ηλεκτρικά φορτία μπαίνουν και όταν βγαίνουν από αυτό. Αλλά γι αυτό η τεχνολογία αυτή θα αργήσει πολύ να μπει στα σπίτια μας. Επίσης τα τρανζίστορ δεν θα είναι πια CMOS με την σημερινή μορφή.

Επεξ/σία 8 Φεβρουαρίου 2010 από alcemist

[drmetal]

Thanks για την απάντηση.

 

Για τα τρανζιστορ δεν είναι το πάχος όσο η απόσταση μεταξύ δύο πλακών του τρανζίστορ ή κάτι τέτοιο.

[Phokemon]

Αντε μπράβο τους, μπας και παίξουμε ποτε το Crysis σε high, γιατι...

[Thresh]

μέχρι να βγουν προϊόντα βασισμένα σε αυτά τα chip (αν βγουν) θα έχει βγει και expansion για το Crysis 3...