View Full Version : La strada del futuro è oltre il CMOS
Redazione di Hardware Upg
22-05-2009, 14:46
Link alla notizia: http://www.hwupgrade.it/news/cpu/la-strada-del-futuro-oltre-il-cmos_29073.html
Per poter proseguire oltre i 16 nanometri sarà necessario trovare nuove tecniche, tecnologie e materiali in grado di superare i limiti fisici e fisiologici del silicio
Click sul link per visualizzare la notizia.
Ho studiato gli invertitori CMOS giusto stamattina al corso di Elettronica guarda un pò... :D
Dai miei studi la tecnologia NMOS dovrebbe permettere una minore occupazione d'aria rispetto alla CMOS, anche se quest'ultima permette di ottenere prodotti più veloci ed affidabili... Affinare la tecnologia NMOS potrebbe, forse, essere una soluzione.
bè c'è semrpe un modo per andare avanti con le prestazioni con il silicio "purtroppo" perchè ci sono tecnologgie ferme da anni ma non ancora usate perchè ancora il silicio regge... un pò come il petrolio per le auto...le alternative migliori ci sono ma costano di piu e poi la guarra come la facciamo senza petrolio? ^^
travaricky
22-05-2009, 15:13
Ho studiato gli invertitori CMOS giusto stamattina al corso di Elettronica guarda un pò... :D
Dai miei studi la tecnologia NMOS dovrebbe permettere una minore occupazione d'aria rispetto alla CMOS, anche se quest'ultima permette di ottenere prodotti più veloci ed affidabili... Affinare la tecnologia NMOS potrebbe, forse, essere una soluzione.
Ci sono tecnologie dette a pass transistor (pensa ad un multiplexer) che sfruttano solo l'nmos che oltre al'n mos che e' piu' piccolo ha anche che non devi fare le relative well vicine che fanno perdere parecchia area, ma si perde molto in robustezza del segnale (una soglia non e' affatto poco). Uno dei pregi del cmos e' che ricostruisce il segnale cosa che il pass transistor non fa.
Se invece pensavi ad usare gli nmos anche "sotto" hai lo stesso pb che il segnale non e' ricostruito...
Fosse cosi' semplice l'avrebbero fatto da un pezzo, no?
Severnaya
22-05-2009, 15:46
no prima devono spremere il Silicio :O
Ma non sono anni che si parla di GRAFENE?
Non era quel foglio alto 1 atomo di carbonio?
Roba da 100 volte più veloce dei processori attuali.... chissà da quanto li hanno nel cassetto....
...forse intendevi dire di area occupata non di aria...
La tecnologia N M.O.S è stata via via soppiantata dalla "sorella" complementare per molti motivi:
dissipazione di potenza in primis.
Comunque non c'è da preoccuparsi...è inutile pensare al dopo 2012...
Un noto pianeta di cui è stata fino ad adesso nascosta l'esistenza (interno al sistema solare con una orbita periodica di circa 3600 anni) sta approssimandosi a noi...dopo buonanotte..
Grazie.
Marco71.
Fosse cosi' semplice l'avrebbero fatto da un pezzo, no?
Sono solo un niubbo dell'elettronica digitale professionale... come dicevo sto x concludere proprio ora il corso di elettronica digitale alla laurea di base in ingegneria... l'ho buttata lì in base alle consocenze che ho al momento :p
dotlinux
22-05-2009, 16:35
...forse intendevi dire di area occupata non di aria...
La tecnologia N M.O.S è stata via via soppiantata dalla "sorella" complementare per molti motivi:
dissipazione di potenza in primis.
Comunque non c'è da preoccuparsi...è inutile pensare al dopo 2012...
Un noto pianeta di cui è stata fino ad adesso nascosta l'esistenza (interno al sistema solare con una orbita periodica di circa 3600 anni) sta approssimandosi a noi...dopo buonanotte..
Grazie.
Marco71.
http://www.vimeo.com/2320721
Mercuri0
22-05-2009, 16:55
Ho studiato gli invertitori CMOS giusto stamattina al corso di Elettronica guarda un pò... :D
Dai miei studi la tecnologia NMOS dovrebbe permettere una minore occupazione d'aria rispetto alla CMOS, anche se quest'ultima permette di ottenere prodotti più veloci ed affidabili... Affinare la tecnologia NMOS potrebbe, forse, essere una soluzione.
Studia, studia, che c'è ancora altro ;)
...forse intendevi dire di area occupata non di aria...
La tecnologia N M.O.S è stata via via soppiantata dalla "sorella" complementare per molti motivi:
dissipazione di potenza in primis.
Comunque non c'è da preoccuparsi...è inutile pensare al dopo 2012...
Un noto pianeta di cui è stata fino ad adesso nascosta l'esistenza (interno al sistema solare con una orbita periodica di circa 3600 anni) sta approssimandosi a noi...dopo buonanotte..
Grazie.
Marco71.
che ottimisti che siamo... cosa ne dici, visto che tanto dobbiamo morire, di darmi le specifiche della tua carta di credito? :D
Utenza davvero poco amichevole.... tutti a fare i sapientoni...
@Marco71:
Ovviamente intendevo area... non c'è bisogno di puntualizzare
@Mercurio:
Sono sicuro che ci sia dell'altro, grazie per avermelo ricordato
Non credo che facciate nessuno dei 2 una bella figura a rispondermi così.
andreabestia
22-05-2009, 17:32
non potrebbero usare la felicità come conduttore?
Pistolpete
22-05-2009, 18:18
letto questo?
http://alieniemisteri.altervista.org/2012.htm
La difficoltà nell'introduzione di nuovi materiali sta soprattuttto nella possibilità di poter impiegare i processi produttivi già esistenti, al limite con modifiche non sostanziali, per non vedere miliardi di investimenti fatti per la tecnologia attuale finire nell'immondizia...
entanglement
22-05-2009, 19:38
già a 45 nm non so che artifici si siano inventati per aggirare l'effetto tunnel, a 32 sarà un'altra bella sfida.
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_tunnelling
per capirci, il parametro critico è il x2-x1 nel coefficiente di trasmissione
a 16 nm sarà statisticamente rilevante e causa di errori costanti e inevitabili. stiamo a vedere ...
Comunque non c'è da preoccuparsi...è inutile pensare al dopo 2012...
Un noto pianeta di cui è stata fino ad adesso nascosta l'esistenza (interno al sistema solare con una orbita periodica di circa 3600 anni) sta approssimandosi a noi...dopo buonanotte..
Marco71.
In effetti sto articolo mi pare affatto serio ogni data > 2012 (anzi per la precisione 21/12/2012) non ha senso!
Non esiste nessun 2013 :p
Se anche ci saranno dei sopravvissuti al cataclisma avranno altro a cui pensare che superare i 16 nanometri... dovranno ricostruire la civiltà!
Data la portata dell'evento di sicuro ricominceranno a contare gli anni da 1 (1 d.F.M dopo la fine del Mondo) :ciapet:
MenageZero
22-05-2009, 22:23
mettiamo anche che quando arriva il momento di "chiudere"
trovano il modo di andare vanati ancora un po' oltre i 16 nm
"Questo traguardo, che Intel ha fissato nel 2013, potrebbe però essere l'ultimo possibile da raggiungere con la tecnologia CMOS"
...
"Sebbene in molti stiano guardando con interesse a nuove tecnologie e materiali che in futuro potranno prendere il posto della tecnologia CMOS, IPWGN è comunque convinta che per tale tecnologia non si potranno avere alternative percorribili ancora per diversi decenni."
non capisco però cmq come si conciliino le due affermazioni, visto che nella second asi parala di pratiocamente di intere "ere geologiche" prima della morte della tecnologia cmos
:wtf:
ufratetoto
23-05-2009, 01:33
Ci sono tecnologie dette a pass transistor (pensa ad un multiplexer) che sfruttano solo l'nmos che oltre al'n mos che e' piu' piccolo ha anche che non devi fare le relative well vicine che fanno perdere parecchia area, ma si perde molto in robustezza del segnale (una soglia non e' affatto poco). Uno dei pregi del cmos e' che ricostruisce il segnale cosa che il pass transistor non fa.
Se invece pensavi ad usare gli nmos anche "sotto" hai lo stesso pb che il segnale non e' ricostruito...
Fosse cosi' semplice l'avrebbero fatto da un pezzo, no?
Certamente si! è lampante! :mbe: :confused:
e ci tengo a precisare che è esattamente come dice LEI! :mc:
:sofico:
Utenza davvero poco amichevole.... tutti a fare i sapientoni...
@Marco71:
Ovviamente intendevo area... non c'è bisogno di puntualizzare
@Mercurio:
Sono sicuro che ci sia dell'altro, grazie per avermelo ricordato
Non credo che facciate nessuno dei 2 una bella figura a rispondermi così.
Sorry che te la sei presa, stavo anch'io per fare un commento del genere perche' quello che hai detto era molto buffo :) ma hai ragione, e' un po' da stronzi :)
Cmq, visto che stai seguendo quanlcosa come "fondamenti di elettronica" (suppongo), dovresti vedere presto (nelle prossime lezioni o giu' di li') perche' quello che dici e' impossibile.
La tecnologia NMOS fu una delle prime usate, quando ancora non si riusciva a costruire dei buoni PMOS integrati.
In realta' dei pregi ce li ha: e' piu' veloce della CMOS, perche' il carico capacitivo di gate e' molto minore rispetto alla CMOS.
Pero' ha (almeno) uno svantaggio che la squalifica da qualsiasi uso esteso: il consumo di energia. Quando il segnale d'uscita e' basso, scorre corrente tra le alimentazioni: la R di pull-up non puo' che condurre, il pull-down e' un interruttore chiuso. Questo dissipa potenza... troppa potenza. Non puoi costruire un chip di oggi con logica NMOS.
Potresti fare dei piccoli pezzi in NMOS, la dove la velocita' e' critica (ma e' piu' probabile che in quei casi si usi logica dinamica).
E cmq, stai sempre usando degli NMOS: il problema di scaling ce l'hai tanto quanto nella CMOS.
già a 45 nm non so che artifici si siano inventati per aggirare l'effetto tunnel
Hanno cambiato amteriale per l'ossido di gate. Prima si e' sempre usato il SiO2, perche' e' facile da fare, di buona qualita', e ben controllabile.
Purtroppo, come dici, era diventato troppo sottile (poche decine di atomi), e il tunneling cominciava a pesare. Per aggirare il problema, usano dei nuovi materiali (qualche ossido di afnio? non ricordo, non sono un ingegnere di processo) con costante dielettrica molto maggiore (il famoso "high-k"): questo permette di fare uno strato di isolante piu' spesso (che abbatte il tunneling) ma di mantenere la capacita' di gate alta (che serve a pilotare corrente).
Foglia Morta
23-05-2009, 07:17
La tecnologia NMOS fu una delle prime usate, quando ancora non si riusciva a costruire dei buoni PMOS integrati.
In realta' dei pregi ce li ha: e' piu' veloce della CMOS, perche' il carico capacitivo di gate e' molto minore rispetto alla CMOS.
Pero' ha (almeno) uno svantaggio che la squalifica da qualsiasi uso esteso: il consumo di energia. Quando il segnale d'uscita e' basso, scorre corrente tra le alimentazioni: la R di pull-up non puo' che condurre, il pull-down e' un interruttore chiuso. Questo dissipa potenza... troppa potenza. Non puoi costruire un chip di oggi con logica NMOS.
Potresti fare dei piccoli pezzi in NMOS, la dove la velocita' e' critica (ma e' piu' probabile che in quei casi si usi logica dinamica).
E cmq, stai sempre usando degli NMOS: il problema di scaling ce l'hai tanto quanto nella CMOS.
Di questa che ne pensi ? http://www.intrinsity.com/templates/intrinsity/images/docs/Intrinsity_Fast14_Technology.pdf
sostengono di ottenere miglior efficienza energetica con logica dinamica e NMOS
Ray_of_Light
23-05-2009, 09:11
La tecnologia usata (CMOS nel nostro caso) è diretta conseguenza del materiale utilizzato (silicio, nel nostro caso). Ogni tecnologia negli anni viene ottimizzata fino all'estremo, specialmente per la scelta dei dopanti e delle tecniche di processo. E' inutile cercare una tecnologia alternativa al CMOS, bisogna cercare un nuovo materiale. Le alternative (arseniuro di gallio in primis) hanno una migliore mobilità elettronica rispetto al silicio ma delle caratteristiche termiche che lasciano a desiderare. Probabilmente le tecnologie future utilizzeranno un semiconduttore con migliori proprietà elettroniche rispetto al silicio, compensando i difetti termici con l'utilizzo di substrati ad alta qualità termica, fra cui il diamante sembra essere la scelta più appropriata.
Saluti
Antonio
Di questa che ne pensi ? http://www.intrinsity.com/templates/intrinsity/images/docs/Intrinsity_Fast14_Technology.pdf
sostengono di ottenere miglior efficienza energetica con logica dinamica e NMOS
A pagina 2 c'e' della normale logica dinamica, a pagina 3 logica dinamica con piu' clock a fasi diverse. Niente di nuovo. Anche la NDL mi sembra una variante di schemi normali di gate dinamici. Ad ogni modo, niente logica NMOS (ci mancherebbe!).
La cosa piu' interessante e' quello che dicono in pagina 1, cioe' che riescono a generare dei datapath in logica dinamica coi normali flussi di layout, senza andare fully custom.
Le cifre di potenza pero' non mi sembrano spettacolari. E' vero che e' una 130nm, pero' 15W per 70 milioni di transistor non mi sembrano pochi (da prendere con le pinze pero', sto andando un po' a naso, non conosco le cifre per quella tecnologia).
Anche i confronti che fanno mi sembrano abbastanza forzati... d'altro canto, e' abbastanza pubblicitario. Vorrei sapere pero' in che anno e' stato scritto, per farmi un'idea di con che cosa facevano il paragone.
Ogni tecnologia negli anni viene ottimizzata fino all'estremo, specialmente per la scelta dei dopanti e delle tecniche di processo.
Pensavo che fossero sempre andati di boro e arsenico... che dopanti si usano adesso?
substrati ad alta qualità termica, fra cui il diamante sembra essere la scelta più appropriata.
Ma quanto costerebbe un substrato del genere??
Sorry che te la sei presa, stavo anch'io per fare un commento del genere perche' quello che hai detto era molto buffo :) ma hai ragione, e' un po' da stronzi :)
Cmq, visto che stai seguendo quanlcosa come "fondamenti di elettronica" (suppongo), dovresti vedere presto (nelle prossime lezioni o giu' di li') perche' quello che dici e' impossibile.
La tecnologia NMOS fu una delle prime usate, quando ancora non si riusciva a costruire dei buoni PMOS integrati.
In realta' dei pregi ce li ha: e' piu' veloce della CMOS, perche' il carico capacitivo di gate e' molto minore rispetto alla CMOS.
Pero' ha (almeno) uno svantaggio che la squalifica da qualsiasi uso esteso: il consumo di energia. Quando il segnale d'uscita e' basso, scorre corrente tra le alimentazioni: la R di pull-up non puo' che condurre, il pull-down e' un interruttore chiuso. Questo dissipa potenza... troppa potenza. Non puoi costruire un chip di oggi con logica NMOS.
Potresti fare dei piccoli pezzi in NMOS, la dove la velocita' e' critica (ma e' piu' probabile che in quei casi si usi logica dinamica).
E cmq, stai sempre usando degli NMOS: il problema di scaling ce l'hai tanto quanto nella CMOS.
Ecco, ad esempio questo è un ottimo commento. Mi hai spiegato una cosa nel dettaglio ed hai dimostrato che sei "uno buono" senza x forza screditare altri... inoltre tanta altra gente che leggerà questo commento imparerà qualcosa come me e il livello di competenza della comunity in generale non potrà che trarne giovamento. Che gli altri prendessero esempio...
Cmq anche io ho letto molto riguardo a una futura adozione del carbonio ma non credevo che ci volessero addirittura "decenni" prima della sua adozione.
Cmq c'è da dire che già ora la potenza e la qualità elaborativa a disposizione è più che sovradimensionata rispetto agli applicativi in circolazione per il 99% dei casi. Forse sarebbe anche buono che si fermassero un pò col progresso hardware così da obbligare i programmatori ad iniziare a codificare nativamente a 64 bit e in logica quadcore. Parlo da programmatore, ho lavorato anche in un paio di aziende importanti (prima di riprendere l'università) e devo dire che la programmazione fatta a livello aziendale ha livelli di ottimizzazione davvero pessimi.
...mi scuso...la mia intenzione era solo quella di correggere quella piccola imprecisione...
Sapessi quante volte mi hanno puntualizzato...
Imprecisioni che talvolta derivano anche dalle tastiere come quella di un notebook con cui sto scrivendo ora.
Grazie.
Marco71.
...letto e né ho letti svariati di articoli scritti da coloro che credono solo ed esclusivamente nel metodo scientifico, nelle spiegazioni "ortodosse" alla Occam (non riferito ai Transputer ma alla tendenza per gli "insicuri" esseri umani di accettare per vera ed ortodossa solo la "versione" della storia e della realtà che porta al massimo grado appunto di sicurezza e "tranquillità")...
Penso comunque che se sarà possibile per tempo, chi deputato a garantire che lo status quo attuale non venga turbato, ogni eventuale prova "lampante" verrà eliminata molto prima della fatidica data.
Questo sempre che sia "umanamente possibile"...
Se invece si verificherà qualche cosa di "eccezionale" (come in "2010 l'anno del contatto" o peggio) per davvero, come dice Mescal in un noto film di Bud & Terence, voglio poi tutti in fila coloro che hanno sempre umiliato, inveito, ridicolizzato chi si appassionava (e non sono solo stupidi come me...ci sono anche eminenti scienziati che però non appartengono alla ortodossia) alla questione...
Questione "2012" che non è l'unica..potrei scrivere per altre pagine su altri cosiddetti "misteri" ma è meglio terminare qui questo off-topic.
Grazie.
Marco71.
Pier2204
24-05-2009, 10:56
Domanda da profano.
Secondo voi la legge di Moore continuerà negli anni a venire mantenendo
l'incredibile previsione di Moore, oppure siamo vicini al confine tecnologico
e questa legge non verrà più rispettata? potrebbe subire una battuta di arresto
fino quando non si troveranno nuovi materiali per spingersi in nuove direzioni,
in quel caso la legge di moore avrà un senso oppure rimarrà ancorata alle tecnologie CMOS?
Spero di non avere detto castronate:)
ArticMan
24-05-2009, 12:31
il futuro sono i nanotubi al carbonio. :O
Molto probabile, ma nulla è detto ancora.
Comunque questo non è un sito di divulgazione scientifica, è normale che si dicano cose che, magari, nell'ambiente specifico si sanno già da un pezzo!
Il raddoppio delle prestazioni dei microprocessori ogni 18mesi vedo difficile che verrà mantenuto a livello tecnico...
A livello tangibile e pratico questa escalation è già stata abbattuta da un bel pezzo dato l'inadeguatezza dello sviluppo software rispetto a quello hardware.
Inoltre la legge di Moore era una funzione lineare che teneva conto principalmente della frequenza di funzionamento e del numero di transistor... oggi giorno dato che si sono raggiunte frequenze critiche per il silicio, più che sulle frequenze si spinge su più bit di lavoro in parallelo, su piu core in parallelo, e sull'aumento delle istruzioni eseguite per ciclo di clock.... tutti questi fattori aggiungono elementi NON LINEARI alla famosa e vecchia retta del grafico di moore sul piano cartesiano (potenza/tempo)
ArticMan
24-05-2009, 12:40
Il raddoppio delle prestazioni dei microprocessori ogni 18mesi vedo difficile che verrà mantenuto a livello tecnico...
A livello tangibile e pratico questa escalation è già stata abbattuta da un bel pezzo dato l'inadeguatezza dello sviluppo software rispetto a quello hardware.
Inoltre la legge di Moore era una funzione lineare che teneva conto principalmente della frequenza di funzionamento e del numero di transistor... oggi giorno dato che si sono raggiunte frequenze critiche per il silicio più che sulle frequenze si spinge su più bit di lavoro in parallelo, su piu core in parallelo, e sull'aumento delle istruzioni eseguite per ciclo di clock.... tutti questi fattori aggiungono elementi NON LINEARI alla famosa e vecchia retta del grafico di moore sul piano cartesiano (potenza/tempo)
Non è una retta, lo è solo se usi la scala semilog
Mi riferisco a QUESTO grafico:
http://it.wikipedia.org/wiki/File:Moore_Law_diagram_(2004).png
Se anche la miniaturizzazione dovesse aver raggiunto il capolinea, così non sarà per la potenza elaborativa, anche usando tecniche e materiali più o meno già disponibili, senza cioè chiamare in causa i computer quantici, ne tanto meno quelli biologici, che sanno tanto di fantascienza.
La tecnologia c'è già, dovranno solo spendere qualche miliardo di euro per riqualificare le fabbriche. Ci siamo dimenticati del Transistor 3D (http://it.wikipedia.org/wiki/Transistor_3D)?
Mauro B.
24-05-2009, 23:45
ho sentitoparlare del grafene, che rivouzionerebbe la tecnologia dei processori incidendo soprattutto la loro velocità.
ArticMan
25-05-2009, 10:17
Mi riferisco a QUESTO grafico:
http://it.wikipedia.org/wiki/File:Moore_Law_diagram_(2004).png
Appunto... Quel grafico NON è lineare :asd:
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