News ARM zeigt extreme Herausforderungen bei Chip-Fertigung

Volker

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Im Rahmen der AMD-Hausmesse APU13 kam mit Mike Müller auch ARMs CTO zu Wort. Dieser philosophierte ein wenig über die Vergangenheit und Zukunft und wie wenig sich dabei doch insbesondere in den letzten Jahren eigentlich getan hat. Ein Blick geht dabei auf die Chip-Fertigung, der extreme Herausforderungen bevorstehen.

Zur News: ARM zeigt extreme Herausforderungen bei Chip-Fertigung
 
Wenn die Kohlenstoffnanoröhren mal Massenfertigungsreif sind gibt das einen schönen Schub für die Prozessorindustrie.
Weniger Verbrauch durch geringere Spannung, da der Strom durch die Kohlenstoffnanoröhren Widerstandslos fliessen kann im Vergleich zu metallischen Leitern.
Dadurch deutlich weniger Wärmeentwicklung was Kühllösungen stark schrumpfen oder sogar überflüssig werden lässt.
Throtteln wird dann zu einem Fremdwort :D
 
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@Dwyane
CNT sind dort als Via's gedacht(wahrscheinlich thermisch wie auch elektrisch). Versuch mal ein Transistor auf Kohlenstoffbasis zu fertigen der "richtig" in Sättigung geht. Für digital Technik gibt es soweit ich weiß keine geeignete Lösung.

Ansonsten sind doch bis zu 57 Jahre exponentielles Wachstum vorher zusagen auch schon mal nicht schlecht in der Branche.
 
Sieht alles sehr interessant aus , Nanomechanische Systeme und Informationsverarbeitung mit Elektronendrehrichtungen , das ganze mit Kohlenstoff Nanotubes verknüppert ...
Warum ist Intel nicht darauf gekommen !? :D

Momentan klingt das noch wie Science Fiction aber ich schätze das kommt früher oder später weil die Elektronikentwicklung einfach rasant schnell ist , vll. zu schnell für unseren Planeten.
 
@ e-Laurin
Die Elektronenbeweglichkeit, µ [cm²/ Vs]. Das ist eine Materialkonstante, und hängt unter anderem auch von der Dotierung des Materials ab, deswegen gibt es Unterschiede zwischen N und P dotierten Materialien ... man braucht für CMOS Technik beides. Alles weitere mal bei Wikipedia nachschauen. (Halbleiterphysik, Transitoren, ...)
 
Ich bin zuversichtlich das es Intel, mit dem enormen finanziellen Mitteln die ihnen zu Verfügung stehen, schaffen wird alle 2 Jahre einen neuen Prozess einzuführen. Und das sicher auf die nächsten 15-20 Jahre.
 
naja 2014 schaffen sie es nicht pünktlich, da ist es mutig 20 Jahre vorher zu sagen
 
Vorallem da man mit 3,5nm schon am Limit ist und man bis dahin eine gute Alternative gefunden haben muss.
Da macht nicht das Geld den Strich durch die Rechnung sondern langsamm die Physik.
 
TeHaR schrieb:
Ich bin zuversichtlich das es Intel, mit dem enormen finanziellen Mitteln die ihnen zu Verfügung stehen, schaffen wird alle 2 Jahre einen neuen Prozess einzuführen. Und das sicher auf die nächsten 15-20 Jahre.
Auch Intel kann nicht zaubern. Das Ende von Moores Law wird gegen 2020 prognostiziert, also in knapp 6 Jahren.
Bis dahin sind Graphen immer noch in der Grundlagenforschung, wie andere Nachfolgetechnologien auch.
TSMC vertritt diese Meinung:

PCGH schrieb:
Aktuelle Hochrechnungen sehen 2020 im Bereich des Möglichen für ein Ende von Moore's Law. Bis dahin dürfte die Fertigungstechnik in einem Bereich angelangt sein, in dem keinen Spielraum für deutliche Verbesserungen unter verhältnismäßigem Aufwand gibt. Schon heute ist der Aufwand enorm, vor allem wenn man sich die Umstellung auf 20 nm vor Augen hält....Diese Aussagen decken sich in etwa mit denen des Auftragsfertigers Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), dessen CEO spätestens das Jahr 2019 als Ende des Mooreschen Gesetzes sieht. Colwell plädiert nun dazu, bereits jetzt die Stagnation des Fertigungsprozesses einzuplanen, sodass Leistungssteigerungen auch ohne entsprechende Shrinks möglich sind. Diese müssten dann mit Neuerungen respektive Verbesserungen von Architekturen einhergehen.
http://www.pcgameshardware.de/Neue-Technologien-Thema-71240/News/TSMC-Moores-Law-endet-in-sechs-bis-acht-Jahren-821898/
http://www.pcgameshardware.de/Neue-Technologien-Thema-71240/News/Moores-Law-Robert-Colwell-Ende-2020-2022-1086402/

Und Verbesserungen rein über die Architektur sind auch nur endlich, und eine Krücke für eine Technologie danach.
Das wird alles noch lustig werden. Nur einen Grund zum Optimismus kann ich nicht erkennen.
 
Mumbira schrieb:
Vorallem da man mit 3,5nm schon am Limit ist und man bis dahin eine gute Alternative gefunden haben muss.
Da macht nicht das Geld den Strich durch die Rechnung sondern langsamm die Physik.

Die liebe Physik soll auch schon seit Jahren einen Strich durch die Rechnung machen und bisher gab es dann immer eine Technik die doch noch kleinere Strukturbreiten ermöglichte.
Ich lass mich überraschen ob und wann endlich Schluss ist.
 
Wobei doch bei den Consumer PCs diese regelmäßige Leistungssteigerung im Grunde 2011 ihr Ende gefunden hat.
Ich habe mir seit 1984 etwa alle zwei Jahre einen neuen PC angeschafft, der dann immer deutlich schneller war als der vorhergehende.
Und ich wüsste jetzt aktuell nicht, wann ich meinen Sandy aus 2011 in Rente schicken soll, da in absehbarer Zeit nichts in Sicht ist, was mir eine mindestens 50 prozentige Leistungssteigerung bringen würde.
 
Dwyane schrieb:
Weniger Verbrauch durch geringere Spannung, da der Strom durch die Kohlenstoffnanoröhren Widerstandslos fliessen kann im Vergleich zu metallischen Leitern.

Supraleitung bei Raumtemperatur? Ich habe gar nicht gemerkt das ich was verschlafen habe.
 
Und ich wüsste jetzt aktuell nicht, wann ich meinen Sandy aus 2011 in Rente schicken soll, da in absehbarer Zeit nichts in Sicht ist, was mir eine mindestens 50 prozentige Leistungssteigerung bringen würde.
Schon mal überlegt, dass eventuell nicht nur die Hardware stagniert ? Vllt liegt es auch an deinen Anwendungen, dass du keinen schnelleren Prozessor brauchst.

matty2580
Und Verbesserungen rein über die Architektur sind auch nur endlich, und eine Krücke für eine Technologie danach.
Das wird alles noch lustig werden. Nur einen Grund zum Optimismus kann ich nicht erkennen.
Kleinere Strukturen sollen ja einen Prozessor quasi erschwinglich machen => Massenproduktion.
Wenn aber diese Chips aufgrund immer teuern Produktion kaum billiger werden als jene, die in einer älteren Fertigung gefertigt werden, dann ist der Schritt Richtung Architektur nur sinnvoll. Deshalb verstehe ich auch AMD dass sie den 32nm Fertigung lange genutzt haben. Das sie eventuell auch den 28nm Fertigung und die darauf basierende FIN-Fet ect Technik verwenden werden und länger ausnützen werden.

http://www.pcgameshardware.de/AMD-R...mit-Dr-John-Gustafson-von-AMD-Teil-2-1065308/
PC Games Hardware: Also können wir die Chips der Sea-Island- beziehungsweise der Radeon-HD-8000-Serie Ende des Jahres erwarten? Vielleicht sogar in einem Herstellungsprozess mit noch kleineren Transistoren und mit noch mehr Leistung gefertigt?

Dr. John Gustafson: Die Nanometer-Zahl wird heutzutage immer unwichtiger. Klar, man kann damit mehr Transistoren auf ein Die packen, aber man kann sie nicht alle gleichzeitig einschalten, sonst würde der Chip schmelzen. Deswegen ist schlaue Architektur so wichtig. Bereiche, die man gegebenenfalls abschalten kann, die sich aber immer noch auf dem Chip befinden, damit die zur Kommunikation benötigte Energie sehr niedrig gehalten werden kann. Zur Kommunikation mit dem DRAM braucht man beispielsweise über hundertmal so viel Energie.

PC Games Hardware: Erwarten uns dann wieder größere Chips, weil sie ja so viele verschiedene Funktionsbereiche in sich vereinen müssen?

John Gustafson: Lassen Sie es mich so ausdrücken: Wenn ich die Geschwindigkeit aller Transistoren eines Systems verdopple, wird das gesamte System nur etwa drei Prozent schneller. Es kommt wirklich allein auf die interne Kommunikation an. Trotz aller Cache-Tricks ist beispielsweise die Latenz von Speicherchips in den letzten 20 Jahren nicht wesentlich gesunken. Und Transistor-Leckströme sind größer als Schaltströme - deswegen ist es so vorteilhaft, den Energiebedarf des Chips zu vermindern. Und darum aktivieren und deaktivieren GPUs je nach Bedarf bestimmte Bereiche.
 
Zuletzt bearbeitet:
rechenleistung gibts mittlerweil genug, sie wird nur für consumerdegöhns verballert.
 
pipip schrieb:
Schon mal überlegt, dass eventuell nicht nur die Hardware stagniert ? Vllt liegt es auch an deinen Anwendungen, dass du keinen schnelleren Prozessor brauchst.

Ich liebe Menschen, die weiter denken als nur bis zur Haustür :-)!


Ich muss mich e-Laurin anschließen, ich verstehe leider nur Bahnhof. Gibt es Seiten im Netz wo man sich mal ein bisschen mit dem Thema Prozessoren und deren Fertigung beschäftigen kann? Auf der alles für "Blöde" erklärt wird?

Supraleiter, Kohlenstoffröhrchen etc.

Und wo ist denn nun wirklich schluss? Das 3NM schon verdammt klein ist, kann ich mir vorstellen - aber was könnte es denn in Zukunft für eine Technik geben. Gibt es da schon Gedanken von Seiten der Hersteller?

Verzeiht mir meine Unwissenheit x).
 
Die derzeitige Technologie endet mit einem Oxid aus einer einzigen Atomlage als Isolationsschicht auf dem Gate eines Transistors. Da es keine halben Atome gibt und/oder Atome nicht geschliffen/gedünnt werden können, wird ab hier eine komplett neue Technologie benötigt.
Momentan sind wir bei 3-5 Atomlagen als Iso-Schicht. ;)
http://de.wikipedia.org/wiki/Atomradius
 
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