Az IBM új chiptechnológiája és Moore-törvénye

A számítógépes chipek globális hiánya, amelyet a kereslet ingadozása és az ellátási lánc szakadozása idézett elő végigsöpör minden olyan iparágon, ahol az előállított eszközökben fejlett elektronikára van szükség. És ez a porszívóktól az autókon át a kórházi berendezésekig és hadfeleszerelésekig számtalan dologra igaz. Nyilvánvaló, hogy függünk a chipektől.

Ahogy erről beszámoltunk, az IBM a világon először mutatott be 2 nanométeres (nm) chipgyártási eljárást. Ezzel mintegy 50 milliárd tranzisztort lehet elhelyezni egy körömnyi chipen. Ráadásul ezek az elektronkus parányok 75 százalékkal hatékonyabbak és 45 százalékkal gyorsabbak a mai 7 nm-es chipeknél.

Első pillantásra úgy tűnik, hogy az IBM most messze előre ugrott a chiptechnológia csúcsáért folytatott versenyben, hiszen az Intel legújabb chipjei 10 nm-es, a TSMC chipjei pedig 7 nm-es eljárással készülnek. Csakhogy az összkép ennél bonyolultabb, mert a chipgyártásban nanométert a nanométerhez mérni, olykor olyan mintha almát hasonítanánk össze körtével. Mára a chipkomponensek méretei elváltak az egyes generációk elnevezésétől.

Mire a chipek az utolsó nagy ugrást megtették a FinFET – egy uszony alakú 3D-s tranzisztorkialakítás – felé, alig több mint egy évtizeddel ezelőtt, a korábbi iparági nómenklatúra gyakorlatilag értelmetlenné vált. Nem kapcsolódott a chip egyetlen dimenziójához sem. Jelenleg is vita folyik arról, hogy melyik új szám vagy számkombináció tükrözi jobban a fejlődést. És bár ez is meglehetősen bonyolult, a szakértők egyik javaslata a négyzetmilliméterenkénti tranzisztorsűrűség.

A régi elnevezési konvenció zavarát jól mutatja, hogy az Intel 10 nm-es chipjei és a TSMC 7 nm-es chipjei nagyjából azonos tranzisztorsűrűséggel készülnek. Sőt az Intel négyzetmilliméterenkénti 100 millió tranzisztora valójában megelőzi a TSMC 91 millió tranzisztorát. (Itt érhető el egy táblázat a chipek processzorméretének és tranzisztorsűrűségének összehasonlításához.)

Az IBM nem jelentette be kifejezetten a tranzisztorsűrűséget. De miután megkeresték, hogy tisztázzák, pontosan milyen méretű „körömre” utalnak a közleményükben a cég képviselői körülbelül 150 négyzetmillimétert mondtak. Az AnandTech pedig kiszámolta, hogy az IBM új eljárása mintegy 333 millió tranzisztort eredményez négyzetmilliméterenként. Ami valóban meghaladja mindazt, ami jelenleg gyártásban van. Ettől függetlenül a TSMC-nél által az Apple számára készülő 3 nm-es chipnek is közel 300 millió tranzisztora van négyzetmilliméterenként, és ez is már jövőre gyártásba kerülhet.

Talán a legjelentősebb hír maguknak a tranzisztoroknak a kialakítása. Az IBM új technológiája – az úgynevezett nanolapos vagy körkörös kapus tranzisztor – a mai FinFET-tranzisztorok régóta várt utóda, amelyen a cég már 2017 óta dolgozik.

Túl korai lenne még komoly teljesítmény-összehasonlításokat végezni a mai sorozatgyártású chipek és az IBM új tranzisztorait használó jövőbeli chipek között, de az biztos, hogy jelentős javulást fognak nyújtani. Dan Hutcheson, a VLSI Research elemző cég vezérigazgatója a Wirednek azt mondta, hogy az IBM által becsült teljesítményjavulás valójában konzervatívnak tűnik, és a munkát mérföldkőnek nevezte az iparág számára.

Az IBM-nek jelenleg nincs saját jelentős chipgyártó kapacitása. Az elkövetkező években fejezi be a fejlesztési folyamatot, és ekkor kerülhet gyártásba a chip olyan partnerekkel kötött licencszerződések révén, mint az Intel és a Samsung. De az iparág valószínűleg nem fog addig sem állni, mert a területen most valamiféle reneszánsz van a SingularityHub szerint. Évek óta először a kockázati tőke özönlik a startupokba, csak 2020-ban több mint 12 milliárd dollár folyt be több mint 400 chipgyártó céghez. Azaz a nagy dobások nem biztos, hogy a nagy cégek fejlesztőműhelyeiből kerülnek ki. Az olyan speciális területeken, mint a mesterséges intelligencia vagy az orvosi technológia teljesen új szemléletű elektronikus morzsák vihetik majd a prímet, és talán éltetik tovább Moore-törvényét.