广告

CPU使用新的自适应技术,可将所需晶体管数量减少85%

2021-12-29 16:17:27 阅读:
维也纳科技大学的一组研究人员进化出了计算最基本的单元:晶体管。利用元素锗 (Ge),他们开发了一种新的自适应晶体管设计,可以根据工作负载要求即时更改其配置。它的潜力巨大,因为它可以使使用的晶体管比目前的方法少 85%。

维也纳科技大学的一组研究人员进化出了计算最基本的单元:晶体管。利用元素锗 (Ge),他们开发了一种新的自适应晶体管设计,可以根据工作负载要求即时更改其配置。bnGednc

它的潜力巨大,因为它可以使使用的晶体管比目前的方法少 85%。此外,对于相同的工作,使用更少的晶体管,功耗和温度就会降低,从而实现更高的频率缩放和性能。bnGednc

晶体管——尤其是场效应晶体管 (FET)——是半导体设计的基本单元:三个元素协同工作,开启我们的技术体验。就像水闸控制水是否流动一样,晶体管控制电流是否从源极(第一个元件)流向漏极(第二个元件)。然而,晶体管本身并不是很聪明。事实上,如果没有它的控制电极的输入,它就会变得毫无用处。扩展水的比喻,只有当你可以控制水是否流过水坝时,水坝才非常有用。因此我们需要第三个基本元素——晶体管的栅极. 晶体管的三部分简单性使我们能够将数十亿个晶体管塞入最新的高性能芯片中。bnGednc

晶体管的简单性确实有一个警告:功能。虽然晶体管可以承担许多不同的功能,但这些功能本身很简单。通过将许多小的、简单的晶体管(在集成电路中)添加在一起,可以解锁更高阶的性能和更复杂的工作负载。一定数量的晶体管,按照一定的方式排列,可以变成Zen 3核心;它们还可以变成 Nvidia CUDA 核心或额外的内存缓存块。bnGednc

记住英特尔的滴答声(以及后来的股票股票)策略?在这些方面,tock(微架构变化)本质上对应于可以通过重新排列和重新设计晶体管块来解锁的性能改进。一个滴答声(制造节点的变化)增加了可供工程师在日益复杂的电路中使用的晶体管数量。英特尔tick-tock 战略的消亡表明晶体管密度的提升正变得越来越难以实现。虽然材料和设计研究已经设计出许多改进晶体管的方法,但它们的基本设计保持不变。在缺乏变化的地方,就有机会:重新设计晶体管可以带来什么好处?bnGednc

bnGednc

长期以来,晶体管小型化一直在带来收益递减。 (图片来源:Lightelligence)bnGednc

“由于适应性增强,以前需要 160 个晶体管的算术运算现在可以使用 24 个晶体管。这样,电路的速度和能效也可以显着提高,”Walter Weber 教授解释说,他是该委员会的成员。团队。换句话说,新的自适应晶体管可以将给定工作负载所需的晶体管数量减少多达 85%。此外,由于用于相同工作的晶体管数量更少,整个设计中的功耗、温度和泄漏点都会降低——这反过来又会允许更高的频率缩放和性能。bnGednc

“我们通过极其干净的高质量接口,用一根由锗制成的极细线连接两个电极,”研究团队成员马西亚尔·西斯塔尼 (Masiar Sistani) 博士解释说。“在锗部分上方,我们放置了一个栅电极,就像传统晶体管中的栅电极一样。决定性的是,我们的晶体管在锗和金属之间的界面上还有一个控制电极。它可以动态地对晶体管的功能进行编程。 ”bnGednc

bnGednc

研究团队:Walter Weber、Masiar Sistani 和 Raphael Böckle(从左到右) (图片来源:维也纳科技大学)bnGednc

这个额外的控制电极(程序门)基本上允许研究人员改变晶体管的行为方式。典型的单电极晶体管通过自由移动的电子(带有负电荷)或通过从单个原子中去除一个电子,使它们带正电来传输电流。锗桥的加入使得新的晶体管设计能够在这两种传输状态之间无缝切换。bnGednc

“我们使用锗的事实是一个决定性的优势,”Sistani 博士解释说。“这是因为锗具有非常特殊的电子结构:当你施加电压时,正如你所期望的那样,电流最初会增加。然而,在某个阈值之后,电流再次减小——这被称为负微分电阻。随着在控制电极的帮助下,我们可以调节这个阈值所在的电压。这会产生新的自由度,我们可以使用它来准确地赋予晶体管我们目前需要的特性。”bnGednc

令人惊讶的是,该技术有望快速扩展和部署:在半导体行业中使用的材料都不是新的,也不需要新的专用工具。但是,当然,任何最初的采用都会受到限制,研究人员认为,他们的自适应晶体管将作为某些半导体设计的附加组件,在需要时加以利用。bnGednc

 bnGednc

责编:DemibnGednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 浅谈成像雷达的重要性 为什么会提出雷达系统这个话题?每年,全球约有130万人死于交通事故,而在交通事故中受重伤人的更是多达几百万。雷达技术在高级辅助驾驶系统(ADAS)的应用至关重要,能够有效避免交通事故的发生并挽救生命。 
  • 酒店房间装有摄像头?防偷窥神器是怎样检测出的? EDN小编在某科技类微信群看到了一条关于“酒店马桶内装有摄像头,用防偷拍神器可以检测到”的短视频,群里的科技大拿们对此展开了热烈讨论。有人提问说,这到底是摄像头还是智能马桶的红外感应器?有人说,看来智慧家居给偷拍产业提供了隐藏。还有人认为,这很可能是女主播为了带货拍的广告视频……那么事情的真相是什么?
  • iPhone 14 Pro 将采用“药丸+圆孔”双孔设计 传闻称苹果计划在今年推出的iPhone 14系列的部分机型上,更改刘海屏设计,iPhone 14 Pro和 14 Pro Max 将采用药丸形切口设计,可容纳Face ID元素和自拍相机的第二个孔。
  • 台积电、联电校招万人,业内人士:行业薪资达十年来最高水 近日,台积电、联电开启了校招活动,其中,台积电预计招募超过8000名新员工、联电预计招募 2000 名人才,硕士毕业工程师平均年薪上看200万新台币,约合人民币45万元。晶圆厂们大手笔扩招源于晶圆厂们2021年的“疯狂”扩产。
  • 黑客“开源”英伟达后续:开源三星源代码,下一个是高通 此前英伟达遭到了黑客组织的网络攻击,导致超过1TB的数据泄露,由于与英伟达交涉不畅,黑客组织现在正试图将窃取的信息出售给第三方。与此同时,黑客又“帮”三星把代码给开源了,顺便还把高通也捎上了。
  • 被二十余家科技巨头“制裁”,俄罗斯反击:停供美国火箭发 随着俄罗斯与乌克兰冲突的持续升级,以美国为首的北约成员国和欧洲国家纷纷对俄罗斯宣布制裁,不少科技行业也加入了制裁俄罗斯的队伍。如英特尔、AMD断供,苹果在俄停售,美国社交平台“禁言”俄罗斯媒体、甲骨文、SAP等云巨头停服俄罗斯等,但值得一提的是,俄罗斯也进行了反击。不仅停止了向美国交付火箭发动机,终止两国在国际空间站的实验合作,还启用本国互联网 Runet。
  • PCIe 5.0连接器线缆详细信息曝光,最高支持600W 日前,Twitter 用户@momomo_us透露了进一步研究 PCIe Gen 5.0 连接器标准的图片和内容。根据泄漏者 @momom_us 发布的 PPT显示,即将推出的 PCIe Gen5 显卡标准官方名称为“12VHPWR”,负责定义 ATX 规格的英特尔数据显示,该接口将支持 4 种电源配置,分别为 150W、300W、450W、600W。
  • 英伟达被黑客组织勒索,网友从泄露数据中挖出核心机密信 NVIDIA近日被南美黑客组织勒索攻击一事引起了网友的关注。不同于竞品中的AMD FSR采样技术和英特尔XeSS采样技术,英伟达之前从未公布过DLSS的源代码,很不愿意将这个大量挣钱的独有技术给开源了。部分获得了这些数据的人已经开始了对代码的分析、并试图弄懂DLSS的工作原理。
  • 联发科超越高通,成美国Android手机芯片首选 据EDN电子技术设计报道,联发科在其天玑 8000 系列简报中报告称,在美国销售的所有Android手机中,联发科芯片占比排名第一,并引用了IDC 2021 年第四季度的统计数据。
  • 从技术角度分析,GaN和SiC功率器件上量还欠什么? 氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)这两种新器件正在推动电力电子行业发生重大变化,它们在汽车、数据中心、可再生能源、航空航天和电机驱动等多个行业取得了长足的进步。在由AspenCore集团举办的PowerUP Expo大会上,演讲嘉宾们深入探讨了包括GaN和SiC在内的宽禁带(WBG)器件的技术优势以及发展趋势。
  • 小米发布“小感量+磁吸”无线充电预研技术,最高支持50W 据EDN电子技术设计报道,昨日,@小米手机 官微宣布,正式发布小感量+磁吸”无线充电预研技术,其磁吸无线充电功率最高可达50W,损耗降低50%。据悉,该技术与传统无线充电方案采用大感量线圈不同,小米的小感量无线快充技术方案采用小感知线圈去感应发送端能量。
  • 2G/3G减频退网,NB-IoT、Cat.1谁能替代上位? 众所周知,2G、3G减频退网绝非一帆风顺。所以在国内市场,我们可以看到上至国家政策、下至产业界和运营商,多方为推进2G/3G减频退网做出全方位的准备。尤其是正处市场风口的NB-IoT、Cat.1两大产业链。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了