Az IBM és a Georgia Tech Intézet megdöntötte a szilícium sebesség-rekordot

Hardver

Az IBM és a Georgia Technológia Intézet (Georgia Institute of Technology) tegnap bejelentette, hogy kutatóiknak sikerült a világon az első szilícium-alapú chipet alkalmassá tenni arra, hogy az 500 GHz-es frenkvencia felett üzemeljen. Ez 500 milliárd ciklust jelent másodpercenként. Ezt a sebességet úgy sikerült elérniük, hogy speciális hűtési eljárást alkalmazva szó szerint lefagyasztották a processzort. A processzor -263 ° C-on (-451 ° F, 4.5 ° K) üzemelve volt képes erre a teljesítményre. Noha ilyen extrém alacsony hőmérsékletet természetes körülmények közt csak a világűrben lehet találni, ultra-hideg anyagokat, például folyékony héliumot használva mesterségesen a Földön is el lehet érni. (Az abszolut nulla, a természetben előforduló leghidegebb hőmérséklet -273.12 ° C (- 459.67 ° F)).

Összehasonlítva, az 500 GHz több, mint 250-szer nagyobb sebességet jelent, mint amire napjaink mobiltelefonjai képesek (széles körben lennének leterjedve a 2 GHz-es mobiltelefonok és PDA-k? - a szerk.), amelyek tipikusan 2 GHz-es frekvencián működnek. A számítógépes szimulációk azt sugallják, hogy a chipben használt szilícium-germánium (SiGe) technológia képes ennél jóval nagyobb (közel terahertz-es - 1 000 Ghz-es) működési frekvenciára is szobahőmérsékleten. A kísérletben használt negyedik generációs SiGe tehnológia prototípust az IBM állította elő 200 milliméteres wafer-en. Szobahőmérsékleten a cucc kb. 350 GHz-en képes működni.

A sajtóbejelentés itt.

( _Borisz_ | 2006. 06. 21., sze – 08:20 )

Kicsit keverik a gigahertzeket, nem? A slashdotos hozzászólásokon is ez ézrődött nekem, vagy csak én nem vagyok tisztában a dolgokkal:)

( willy v | 2006. 06. 21., sze – 08:34 )

Nem a setet a 1800 illeve a 1900MHz frekvenciakra gondolt ami _cell phone_ nak a kommunikacios frekije ugye... Kerdes, hogy ami tobb szerepel a cikkben azt is ezzel a mernoki pontossaggal van leirva?

"approximately 2 GHz"
Ebbe nekem belefér az 1.9Ghz.

Egyébként nem számítógép processzorokról van szó:
"Ultra-high-frequency silicon-germanium circuits have potential applications in commercial communications systems, defense electronics, space exploration, and remote sensing."

Nincs itt valaki a műegyetemről, aki felvilágosítaná az egybegyülteket pontosan miről is van szó?

"...handing C++ to the average programmer seems roughly comparable to handing a loaded .45 to a chimpanzee."
-- Ted Ts'o

Akkor most önjelölöm magamat felhomályítónak a műegyetemről. :)
Szóval a lényeg, hogy 500GHz már az infravörös tartomány alja, amit gyakorlatilag idáig nem tudtak semmi értelmesre használni. Nem volt se adó se vevőeszköz, ami ebben a frekvenciatartományban működött volna. Az, hogy kommunikációra használható azt azért egyelőre szkeptikusan fogadom, mert tudommal a levegő eléggé rövid távon elnyeli. Talán esetleg műholdak közötti adatcsatornáknál lehet hasznos, még egyszerű manchester kódolással is 250Gbit/s adatátersztés lenne elérhető úgy, hogy az ultraszéles 250GHz-500GHz-es sávot használja.

Védelmi célra valami olyasmit gondoltak, hogy ilyen tartományban kisugárzott nagyenergiájú jellel tönkre lehet tenni az ellenfél elektronikai berendezéseit így anélkül lehet megbénítani őket, hogy embert kéne ölni. (Igen, az USA még mindig egy high tech harmadik világháborúra készül pedig a mostani és jövőben várható ellenségeinek többsége nem nagyon használ kalasnyikovnál bonyolultabb haditechnikát, legfeljebb ilyen különösebb irányító elektronika nélküli "feldobom rakéta, leeseik valahol, remélhetőleg az ellenség területén" c. ballisztikus fegyvereket, ami ellen nem nagyon véd az 500GHz)

Az űrkutatási felhasználása az az igazán érdekes téma. Ugyanis az univerzum kozmikus háttérsugárzása nagyjából ebbe a tartományba esik (160GHz körül van a csúcsa) és idáig meglehetősen nehéz volt kimérni az a 160GHz fölötti tartományt. Igazán nagy felbontású térképet a háttérsugárzásról még nem tudtak készíteni, de a kissebb felbontású térképeken is elég érdekes alakzatok látszanak, amikről igazából nem tudni, hogy pontosan micsodák, van-e finomabb szerkezetük, ha igen milyen, kapcsolódnak-e az ismert galaxisokhoz/galaxishalmazokhoz stb. Az univerzum kialakulásával kapcsolatos elméletek (igen manapság mindenki mindenből az univerzum kialakulására akar következtetni :) ) ellenőrzéséhez kellenének részletesebb leképezések. Ugy a fő probléma az, hogy hogy ha az energia kezdetben egyforma mennyiségű anyaggá és antiannyaggá alakult, ami ha újra egyesül visszalakul energiává, akkor hogy a fenébe maradt meg az a többlet anyag amiből ma gyakorlatilag az általunk látható minden égitest van, beleértve minket is. Na ehhez kell ismerni pontosan az univerzum anyag és enerigaeloszlását, ami idáig csak elég korlátozottan volt kutatható.
---
A hülyeség igenis fáj. Csak nem annak aki hülye, hanem annak akinek hallgatnia kell.

Köszi.
Egy kérdést még:
Mi a különbség eközött (vagy bármilyen más hasonló kommunikációs chip) és egy microprocesszor között (már a konkrét felépítésen kívül)?
Azaz ez az áttörés (?) jelent-e bármit a processzorok órajelével kapcsolatban?

"...handing C++ to the average programmer seems roughly comparable to handing a loaded .45 to a chimpanzee."
-- Ted Ts'o

Hát az attól függ, hogy mi nevez az IBM mikroprocesszornak a mostani bejelentésben. Erről ugyanis az összes sajtóanyag mélyen hallgat.

Kommunikációs chipnek leginkább soros-párhuzamos oda-vissza átalakítást kell csinálnia, illetve az órajel helyreállítását valami PLL-szerüséggel a vett jelből. Legalábbis ennek a résznek kell magas órajelen mennie. Ennél még a legszimplább 4 vagy 8 bites mikrokontroller is bonyolultabb, tehát ha nem csak egyedi tranzisztorok kapcsolási sebességét tesztelték, hanem legalább valami méretesebb shift regiszterek voltak benne, akkor a kommunikációs IC megvalósítható.
Fordítva már kevésbé igaz a helyzet. Jelenleg egyébként a processzorok órajelét nem igazán a tranzisztorok kapcsolási sebessége korlátozza, ugyanis a szilicium-alapú tranzisztorokkal is lehet 10-20GHz-et elérni. Sokkal inkább a processzor designja. Pl, hogy a hosszú párhuzamos adatbuszokon mekkora órajel érhető el. A másik jelentős probléma az órajel elosztó hálózat. Manapság egyes források (nevezzük a nevén a gyereket: a Sun) szerint a processzorok tranzisztorszámának közel fele az órajel szétterjesztésére és erősítésére megy el. Arról nem beszélve, hogy a maximális jelterjedési időnél hosszabbnak kell lennie az órajel fél-ciklusának. Tehát igazából a processzorok órajelének szempontjából sokkal nagyobb hatása van az olyan fejlesztéseknek, mint pl a Sun aszinkron logikai blokkjai, illetve az ARM clockless processzormagja. Igaz ezek jelenleg többnyire fogyasztás-csökkentési célt szolgálnak, de mostanában a processzorok órajelnövelésének a legfőbb közvetlen akadálya a hőtermelés volt.
---
A hülyeség igenis fáj. Csak nem annak aki hülye, hanem annak akinek hallgatnia kell.

( Hijaszu | 2006. 06. 21., sze – 10:29 )

Mar veszem is a folyekony heliumot :) Ilyen gep nekem is kell :D
Bar lehet jobban jarnek, ha a vilagurbe koltoznek (csendesebbek a szomszedok:).

( mukka | 2006. 06. 21., sze – 10:46 )

Hogy mi minden nem tortenik (+/-)451 Fahrenheit-en :)

A papir 451 F-en ég el. Mellesleg ez Ray Bradbury egyik nagysikerű könyve, bár még nem volt szerencsém hozzá. :)

"No boom today. Boom tomorrow. There's always a boom tomorrow. What? Look, somebody's got to have some damn perspective around here. Boom, sooner or later. BOOM!" -- Lt. Cmd. Ivanova

( samuf v | 2006. 06. 21., sze – 12:15 )

Jól számolom, hogy 500GHz mellett egy órajel alatt a fény 1mm-t sem tesz meg?

Sűrűn vannak a pipeline regiszterek elhelyezve és vigyáznak, hogy a párhuzamos vezetők hossza pontosan egyenlő legyen. Vagy - és ez lenne a nagyobb kunszt - olyan designt találtak ki, ami az IC-n belül is soros adatbuszokat használ, aminél nem probléma, hogy a vezetékeken 1-nél több bit van egyszerre úton.

---
A hülyeség igenis fáj. Csak nem annak aki hülye, hanem annak akinek hallgatnia kell.