Transistor, stop alla miniaturizzazione dopo il 2020

Transistor, stop alla miniaturizzazione dopo il 2020

L'avvento delle architetture tridimensionali renderà sempre meno conveniente ridurre le dimensioni dei transistor al solo scopo di incrementarne il loro numero. Il 2020 potrebbe rappresentare il capolinea della miniaturizzazione

di pubblicata il , alle 12:01 nel canale Processori
IntelSamsungGlobalfoundriesTSMC
 

La miniaturizzazione dei transistor, uno degli aspetti su cui si è basato il progresso tecnologico degli ultimi decenni, potrebbe arrivare al capolinea nel giro di un lustro. E' la previsione tracciata all'interno dell'edizione 2015 di International Technology Roadmap for Semiconductors, rilasciata qualche settimana fa.

Secondo le analisi e le considerazioni contenute nella relazione, dopo il 2021 non sarà più economicamente conveniente per le società impegnate nel mondo dei semiconduttori continuare a procedere sulla strada della miniaturizzazione, cioè della riduzione delle dimensioni dei transistor all'interno dei chip. Il progresso andrà quindi spostandosi su altre direttrici, come l'incremento della densità operando sulle geometrie dei transistor e sulla loro disposizione nello spazio e non solo nel piano.


Gordon Moore, nel 1975 enunciò la legge che porta il suo nome e che da allora detta il ritmo del progresso dei semiconduttori

Tutto ciò potrebbe essere interpretato come un nuovo rantolo di morte di quanto Gordon Moore enunciò nel corso del 1975: "Il numero dei transistor in un circuito integrato raddoppia ogni due anni". Del resto negli ultimi anni riuscire a mantenere viva la Legge di Moore ha rappresentato spesso una sfida sia progettuale, sia economica che ha portato molte realtà del settore a collaborare, in uno scenario di diffuso consolidamento. Nel corso del 2001 erano 19 le società impegnate nello sviluppo e nella produzione di chip e processori, oggi si sono ridotte alle "quattro sorelle" che tutti conosciamo: Intel, TSMC, Samsung e Globalfoundries.

Paolo Gargini, da lungo tempo responsabile delle strategie tecnologiche per Intel e presidente dell'ITRS, prende atto e sottolinea un mutamento del settore. Sono sempre di più, infatti, le società che non producono direttamente chip e processori in casa e si basano sulle capacità e competenze produttive delle quattro realtà poc'anzi citate. E c'è un aspetto significativamente differente dal passato: sono oggi società come Apple, Google o Qualcomm a stabilire i dettagli delle future generazioni di chip: "Il settore è cambiato. Una volta le compagnie di semiconduttori decidevano quali dovessero essere le caratteristiche dei chip. Ora non è più così" ha commentato Gargini.

E' interessante osservare come la miniaturizzazione fosse ancora parte integrante delle previsioni a lungo termine che l'ITRS elaborò nel corso del 2014, osservando come i transistor avrebbero visto ridurre le proprie dimensioni fino ad almeno il 2028. Da allora tuttavia sono venuti alla ribalta nuovi approcci, come ad esempio le architetture tridimensionali che hanno trovato applicazione nel campo delle memorie come in quello dei processori.

"L'idea che la Legge di Moore sia prossima alla fine è completamente sbagliata. La stampa ha inventato vari modi di definire la Legge di Moore, ma c'è solo una versione: il numero dei transistor raddoppia ogni due anni" osserva Gargini, il quale precisa come la Legge rappresenti una semplice previsione di quanti transistor possono essere accolti in una data area di circuiteria integrata, in un singolo strato o sovrapponendo più strati. "Se una compagnia volesse potrebbe continuare a rimpicciolire i transistor anche dopo il 2020, ma sviluppare le architetture tridimensionalmente è più economico. Questo è il messaggio che vogliamo mandare". Se queste previsioni troveranno riscontro, è lecito supporre che i 5 nanometri potrebbero rappresentare l'ultima fermata del treno della miniaturizzazione.

Nei prossimi anni il panorama dei semiconduttori assisterà pertanto ad un passaggio sempre più convinto verso le geometrie tridimensionali che si evolveranno dalle attuali strutture FinFET verso i nuovi gate all-around che porteranno il canale del transistor ad assumere la forma di un piccolo "pilastro" verticale, caratteristica che consentirà di condensare ancor più transistor in una determinata area e di rispettare pertanto la Legge di Moore.

Sebbene la Legge di Moore potrà continuare ad essere rispettata dal punto di vista "fisico", più difficile sarà mantenerne lo spirito e cioè poter ottenere un costante incremento prestazionale dei computer nel corso del tempo. Già nel corso degli ultimi anni raddoppiare il numero dei transistor non ha portato ad avanzamenti proporzionali nella velocità di computazione. Per diverso tempo la riduzione delle dimensioni dei transistor è andata di pari passo con la crescità delle frequenze operative, ma la crescita del numero dei transistor ha portato anche ad una incremento della dissipazione termica, che ha avuto la conseguenza di imporre ai progettisti una limitazione delle frequenze operative.

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26 Commenti
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+Benito+25 Luglio 2016, 12:07 #1
Interessante scoprire che le aziende al mondo che producono chip sono 4.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_...rication_plants
Rubberick25 Luglio 2016, 12:22 #2
Originariamente inviato da: +Benito+
Interessante scoprire che le aziende al mondo che producono chip sono 4.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_...rication_plants


Sono aziende che hanno spese enormi in R&D e per rimanere profittevoli devono avere commesse e buttare fuori chip a valanga.

E' un settore con barriere di ingresso enormi, anche se credo che qualcosa cambierà in futuro, le realtà sono quelle 4 ma non sono solo loro a produrre.
demon7725 Luglio 2016, 13:04 #3
CAZZAROLA.

Che la coperta è diventata corta ce ne siamo accorti tutti da un bel pezzo.
Chiaro che prima o poi doveva finire.

Ad essere onesto speravo.. anzi ero convinto che ora di quella data fatidica sarebbero state pronte e funzionanti fior fiore di tecnologie alternative e più avanzate.. ma purtroppo non è così.
Le tecnologie ci sono.. ma non sono assolutamente pronte.
devilred25 Luglio 2016, 13:17 #4
Originariamente inviato da: demon77
CAZZAROLA.

Che la coperta è diventata corta ce ne siamo accorti tutti da un bel pezzo.
Chiaro che prima o poi doveva finire.

Ad essere onesto speravo.. anzi ero convinto che ora di quella data fatidica sarebbero state pronte e funzionanti fior fiore di tecnologie alternative e più avanzate.. ma purtroppo non è così.
Le tecnologie ci sono.. ma non sono assolutamente pronte.


le tecnologie avanzate ci sono eccome, ma non e' dato sapere quando,dove e perche' le vedremo. pensi che frequentare questo o altri forum ti informi veramente sulle cose che contano??? qui e altrove non vi e' traccia.
Vash8825 Luglio 2016, 13:32 #5
tutto vero ma senza miniaturizzazione non ci sarà più una riduzione nei consumi. Se 10 mld di transistor consumano 40W, per ottenere qualcosa il doppio più potente serviranno almeno 80W. Difficilmente emergeranno nuove categorie di prodotti nel settore IT.
demon7725 Luglio 2016, 13:44 #6
Originariamente inviato da: devilred
le tecnologie avanzate ci sono eccome, ma non e' dato sapere quando,dove e perche' le vedremo. pensi che frequentare questo o altri forum ti informi veramente sulle cose che contano??? qui e altrove non vi e' traccia.


Passi pure che qualche specifica ricerca possa essere tenuta segreta.. ma se ci fossero progressi tangibili su nuove tecnologie per rimpiazzare il silicio semplicemente ne darebbero notizia.

Che senso avrebbe tenere tutto segreto?
Buttha25 Luglio 2016, 14:27 #7
sono ANNI che continuo a leggere, ogni tot mesi, annunci sulla fine della legge di Moore. Anni.
Ormai questi annunci sono un certezza, un po' come i servizi estivi sul come difendersi dal caldo.
demon7725 Luglio 2016, 15:18 #8
Originariamente inviato da: Buttha
sono ANNI che continuo a leggere, ogni tot mesi, annunci sulla fine della legge di Moore. Anni.
Ormai questi annunci sono un certezza, un po' come i servizi estivi sul come difendersi dal caldo.


Va beh maguarda che comunque sia la legge di Moore è effettivamente stata "abrogata". Non è che è così per dire, il rallentamento nella crescita delle performance è quantomai evidente e misurabile.

Qui poi si parla del raggiungimento del limite massimo della miniaturizzazione.. anche quello uno scoglio ben definito di cui si conosce l'esistenza.
Forse sarà il 2020 forse si camperà qualche anno extra.. fatto sta che stiamo al capolinea.
paolodekki25 Luglio 2016, 15:37 #9
Prima o poi doveva finire. La tecnologia che sfruttiamo oggi è stata creata negli anni '30 probabilmente sopravviverà abbondantemente oltre il 2030 ma poi verrà soppiantata. Cosa accadrà da oggi fino a quando non avremo una tecnologia nuova? Avremo un rallentamento nel progresso tecnologico.

Ipotizzo soltanto quale sarà il prossimo salto tecnologico: i processori quantici (funzionanti al 100%). Possibile che ci vogliano almeno altri 20 anni per vederli. Aspetteremo con pazienza le prime... qVidia
giuliop25 Luglio 2016, 16:03 #10
Originariamente inviato da: +Benito+
Interessante scoprire che le aziende al mondo che producono chip sono 4.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_...rication_plants


Non capisco

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