Его размер — с ноготь.
Внутри этого крошечного фрагмента кремния находится почти 100 миллиардов транзисторов. Не миллиард. Не десять миллиардов. Почти в два раза выше плотность любого предыдущего передового чипа. В IBM называют это своим прототипом 0,7 нанометра, хотя обозначение «0,7 нм» — это уже своего рода ложь, маркетинговое сокращение для чего-то гораздо страннее, чем просто малый размер.
Старые правила больше не действуют.
Сорок лет индустрия гналась за уменьшением. Сжать транзистор. 10 нанометров, затем 5, затем 2. Меньше означало больше плотности, скорость, дешевле мощность. Простая логика. Но мы уперлись в стену. Физическую стену. Хуимин Бу, исследователь в IBM, говорит прямо: эти названия размеров? Они теперь оторваны от реальности. «0,7 нм» — это не физическое измерение. Это ярлык. Бренд.
Настоящий прорыв не в горизонтальном сжатии. А в вертикальном строительстве.
«Наша отрасль масштабируется… по осям X и Y уже более 60 лет. Впервые мы позволим масштабировать по оси Z».
Представьте два слоя работающих 2-нанометровых чипов (тех, которые Apple уже рассматривает для следующего iPhone), сложенных друг на друга. Звучит просто, верно? Попробуйте подключить миллиарды проводов между этими слоями, не расплавив кремний и не создав теплоотвод, который закипает водой. IBM утверждает, что они сделали это. Они разработали способ связать два слоя, чтобы обработать электрические соединения, оставаться прохладным и действительно массово производиться. Пятнадцать лет развития для одного процесса.
Почему кому-либо это важно?
Потому что закон Мура умирает на лозе, или хотя бы сильно истекает кровью. Вы не можете просто выжать больше из плоского кремния. Вам нужно складывать его.
IBM обещает, что этот чудо-устройство размером 10х15 мм будет на 50% более производительным и на 70% энергоэффективнее, чем сегодняшние лидеры. Коммерческие устройства? Возможно. Через десять лет, они надеются. Десять лет — это вечность в технологиях, дольше, чем некоторые из нас платили аренду.
Дорожная карта установлена IMEC, бельгийским исследовательским институтом, который действует как ООН для производителей чипов. Стек IBM соответствует их графику. Другие, вероятно, последуют. Слишком дорого для одной компании рисковать будущим в одиночку.
Но это грязно. Очень грязно.
Оуэн Гай, физик из Сванси университет, считает, что вся область становится цирком. Другие производители утверждают аналогичную плотность, но они жульничают — используя толстые подложки для разделения слоев, делая истинную 3D-связь невозможной. Трудно охлаждать, трудно подключать. Дым и зеркала.
Мы теперь толкаемся против законов физики.
Некоторые части новых чипов IBM имеют толщину в пятнадцать атомов. Это маленькое. Утечка тока, квантовая странность, термальные взрывы, готовые случиться. Гай отмечает, что сжатие транзисторов больше не делает ваш ноутбук меньше. Он делает его дольше работать от батареи. Он экономит энергию в дата-центрах. Вот игра теперь. Эффективность, а не портативность.
Затем есть кошмар производства.
Чипы вырезаются из 300-миллиметровых пластин, содержащих триллионы транзисторов, разрезанных на партии. Добавление непроверенного стека Z-оси IBM к этому балету точности… внушает страх. Машинное оборудование выполняет тысячи операций, нанося изоляцию и химические вещества, измеренные в атомах. Разорвать поток — разорвать глобальную цепочку поставок.
Стоит ли это головной боли?
IBM говорит да. Весь мир скоро узнает. Или, может быть, нет. Некоторые мечтают о 0,2-нанометровых чипах. Один атом в ширину. Один электрон, контролирующий цепь. Это предельный предел. Мы не достигнем его до 2050 года, возможно, и к тому времени классический кремний полностью уступит место квантовой механике.
До тех пор мы складываем.
