O 3D konstrukci počítačových čipů jste již určitě slyšeli. A pokud náhodou ne, vězte, že by měla být tato technika odpovědí na nesnáze spojené s miniaturizací čipů tak, aby jejich výroba mohla i nadále splňovat dnes už slavný Moorův zákon. Ten v dnešní podobě tvrdí, že se každých 18 měsíců zdvojnásobí počet tranzistorů na čipu – a ruku v ruce s tím tedy i jeho teoretický výkon.
Procesorové výrobní technologie se neustále zlepšují, a tak již opakovaně padlo několik opovážlivých soudů, že menší ty tranzistory už vážně být nemohou. Mohou. Přesto se však technologie blíží mezním fyzikálním limitům a okolo roku 2025 by už Moorův zákon nemusel platit. A tak se mluví o nových postupech – třeba o 3D konstrukci.
Vícevrstevnaté čipy s chladiícími žlábky CMOSAIC
Studií výroby a chlazení 3D čipů CMOSAIC se zabývá mimo jiné i švýcarská polytechnika École Polytechnique Fédérale de Lausanne, technologický institut v Zurichu a IBM, který stále patří k předním výrobcům serverových procesorů PowerXCell.
V čem se jejich společný 3D čip liší od konkurence? Jeho obvody nejsou pouze plošné, ale využívají i třetí rozměr, čímž se ušetří místo. Zároveň se součásti systému a komponenty čipu různě překrývají v několika oddělených logických vrstvách. Díky těmto postupům zajistí mnohem vyšší hustotu obvodů na milimetr čtvereční. Ale ani to není nic převratného – tím hlavním otazníkem je totiž otázka, jak toto vše co nejefektivněj iprovozovat a chladit. Návrhy 3D čipů z projektu CMOSAIC jsou chlazené kapalinou, kterou vedou speciální trubičky o tloušťce pouhých padesát mikrometrů – jsou tedy tlusté jako lidský vlas. Zároveň prochází všemi vrstvami procesoru.
Vodní superpočítač Aquasar –CMOSAIC se snaží podobnou technologii mnohonásobně zmenšit
Díky vyšší efektivitě chlazení by měly mít nové procesory i nižší spotřebu elektrické energie. I zde se totiž podle profesora Thoma z projektu CMOSAIC projevuje efekt Moorova zákona – každých pět let se zdvojnásobí spotřeba průmyslového superpočítače. Ty nejvýkonnější by s takovou během příštích padesáti let spotřebovávaly stejné množství energie jako celé Spojené státy.