همکاری یک دانشمند ایرانی در پروژه موفقیت آمیز کاهش 85 درصدی ترانزیستورهای تراشه ای

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه فنی وین با همکاری دکتر مازیار سیستانی او توانست ابتدایی ترین واحد محاسباتی را در کامپیوتر تبدیل کند. ترانزیستور و به خصوص تکامل پردازنده ها. به طور خلاصه، آنها یک ترانزیستور جدید با ساختار تطبیقی ​​با استفاده از عنصر ژرمانیوم (Ge) طراحی کردند که در کمال تعجب می تواند پیکربندی خود را در طول اجرای یک برنامه کامپیوتری با توجه به نیازهای بار محاسباتی بدون وقفه در اجرا تغییر دهد.

اگر می خواهید در مورد قدرت بالقوه این نوع طراحی بدانید، باید بگوییم که قطعا با یک قدرت عظیم روبرو هستیم. زیرا این روش طراحی به شرکت ها کمک می کند تا 85 درصد ترانزیستور کمتری نسبت به روش های فعلی استفاده کنند. همچنین با کاهش تعداد ترانزیستورهایی که همان فرآیند محاسباتی را انجام می دهند، مصرف برق و دما نیز کاهش می یابد و در نتیجه مقیاس فرکانسی و عملکرد بهتری ایجاد می شود.

ترانزیستور / ترانزیستور

ترانزیستورها به ویژه ترانزیستورهای اثر میدانی (FET) واحدهای اساسی و اساسی در ساخت نیمه هادی ها هستند و دارای سه اصل هستند که با همکاری یکدیگر تجربه دنیای فناوری را برای ما به ارمغان می آورند. درست مانند شیری که جریان آب را کنترل می کند، ترانزیستورها نیز جریان الکتریکی را از منبع (پایه اول) به تخلیه (پایه دوم) کنترل می کنند. البته خود ترانزیستور آنقدرها هم هوشمند نیست و در واقع اگر وجود الکترودهای کنترلی نبود تقریباً بی فایده بود.

اگر مثال جریان آب را گسترش دهیم و آن را با جریان الکتریکی مقایسه کنیم و یک سد را در نظر بگیریم، سد آبی زمانی استفاده می شود که بتوانیم با استفاده از شیر کنترل کنیم که آیا آب از آن خارج می شود یا نه. بنابراین برای این منظور به قطعه سوم یا در ترانزیستور پایه سوم نیاز داریم که گیت نامیده می شود. این سه بخش ساده از ترانزیستورها به ما این امکان را می دهند که با قرار دادن میلیاردها عدد از آنها روی یک تراشه، قدرت زیادی به دست آوریم و تراشه هایی با عملکرد باورنکردنی داریم.

  این انگشت مصنوعی نوع مواد مختلف را با دقت بالایی تشخیص می دهد

ترانزیستورها می توانند عملکردهای زیادی داشته باشند. اما هر ویژگی فرآیند ساده ای دارد. در واقع، با مونتاژ ترانزیستورهای کوچک و ساده در یک مدار یکپارچه، می‌توان انتظار داشت که عملکرد چشمگیری داشته باشیم و محاسبات پیچیده را انجام دهیم. بنابراین، تعداد معینی از ترانزیستورها را می توان در هسته Zen 3 ساخت که به روش خاصی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. همچنین امکان تبدیل آن به هسته CUDA انویدیا یا به عنوان یک بلوک کش اضافی وجود دارد.

مقاله مرتبط:

آیا استراتژی Tiktok اینتل در تولید تراشه را می شناسید؟ اگرچه این استراتژی تبدیل به یک تیک تاک شده و ماهیت اصلی خود را از دست داده است، در ادبیات سازمانی اینتل، هر تیک به عنوان یک تغییر در ریزمعماری خلاصه می‌شود، که هدف اصلی آن بهبود عملکرد با طراحی مجدد و تنظیم مجدد بلوک‌های ترانزیستور تراشه است. علاوه بر این، هر تیک شامل تغییر در خروجی گره می شود و باعث افزایش تعداد ترانزیستورهای مدار مجتمع می شود.

فروپاشی استراتژی تیک تاک اینتل نشان می دهد که چگونه افزایش تراکم ترانزیستور هر روز دشوارتر می شود. اگرچه مواد و طرح های مختلفی برای بهبود ترانزیستورها اختراع شده است، اما طراحی اولیه آنها دست نخورده باقی مانده است.

ترانزیستورهای تطبیقی ​​جدید تعداد ترانزیستورهای مورد نیاز برای انجام محاسبات خاص را تا 85 درصد کاهش می دهند. علاوه بر این، با کاهش تعداد ترانزیستورها، مصرف برق و دما و تلفات توان به میزان قابل توجهی کاهش می یابد که به نوبه خود منجر به عملکرد بهتر و مقیاس بندی فرکانس بهتر می شود.

  Samsung SmartThings اکنون می تواند مصرف انرژی کل خانه را کنترل کند

دکتر مازیار سیستانی از محققین این طرح در تشریح جزئیات این طرح گفت:

در این روش دو الکترود را با سیم ژرمانیومی بسیار نازک و از طریق رابط های مخصوص به هم وصل کردیم. در قسمت ژرمانیوم یک الکترود دروازه ای مشابه ترانزیستورهای معمولی قرار می دهیم. اما چیزی که ترانزیستور ما را متفاوت می کند، قرار دادن یک الکترود کنترلی اضافی در رابط بین ژرمانیوم و فلز است که می تواند به صورت دینامیکی عملکرد ترانزیستور را برنامه ریزی و کنترل کند.

مسیار سیستانی / Masyar Sistani

الکترود کنترل اضافی (دروازه قابل برنامه ریزی) اساساً به محققان اجازه می دهد تا رفتار ترانزیستورها را تغییر دهند. به طور معمول، ترانزیستورهای تک الکترودی جریان را از طریق الکترون‌هایی که آزادانه در حال حرکت هستند و دارای بار منفی هستند، یا با حذف یک الکترون از اتم‌های منفرد و ایجاد بار مثبت آنها را هدایت می‌کنند. افزودن یک پل ژرمانیومی باعث می شود که ترانزیستورهای جدید انعطاف پذیری و سازگاری بیشتری داشته باشند و به راحتی بین دو حالت انتقال جریان جابجا شوند.

دکتر سیستانی ادامه داد:

استفاده از ژرمانیوم یک مزیت تعیین کننده برای ترانزیستورهای ما بود. دلیل این امر این است که ماده ژرمانیوم دارای ساختار الکترونیکی خاصی است. هنگامی که یک ولتاژ به آن اعمال می شود، جریان همانطور که انتظار می رود افزایش می یابد. اما پس از عبور از یک آستانه مشخص، جریان شروع به کاهش می کند. این فرآیند مقاومت دیفرانسیل منفی نامیده می شود. بنابراین با وجود این ویژگی و به کمک محل قرارگیری الکترود کنترل می توان تعیین کرد که این آستانه در چه ولتاژی باید تنظیم شود. بنابراین این قابلیت سطح جدیدی از آزادی را به ما می دهد تا دقیقاً تنظیماتی را که در حال حاضر نیاز داریم به ترانزیستورها ارائه دهیم.

خوشبختانه این فناوری به زودی اجرا خواهد شد. زیرا هیچ یک از مواد مورد استفاده در صنعت نیمه هادی ها جدید نیستند و نیازی به ایجاد ابزار یا فرآیند ساخت خاصی برای ساخت این نوع ترانزیستورها نیست. شما گفتید که هر گونه استفاده اولیه از این روش در مقیاس محدود خواهد بود و محققان پروژه فوق معتقدند که ترانزیستورهای تطبیقی ​​جدید آنها می توانند به صورت افزودنی در تولید نیمه هادی های خاصی استفاده شوند تا در صورت نیاز از آنها بهره ببرند.

  رندرها و مشخصات منتشر شده از Nord N20 5G اطلاعات خود را فاش کرده است

از دیدگاه شما کاربران زومیت، آیا می توان امیدوار بود که روش جدید طراحی ترانزیستورها به عدم تولید تراشه نیز پایان دهد؟

دیدگاهتان را بنویسید