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Il transistor più piccolo del mondo è fantastico ma non salverà la legge di Moore
La legge di Moore è in stallo di fronte ai limiti fisici di ciò che si può fare con il silicio. Ora un nuovo tipo di design a transistor promette di mantenerlo in vita ancora per un po', anche se l'industria dei chip sta già pianificando modi per farcela quando finalmente prenderà a calci il secchio.
Il problema che attualmente deve affrontare la progettazione dei chip è, purtroppo, la fisica stessa. Usando il silicio, è impossibile creare un transistor in cui il gate, la parte di un transistor che si accende e si spegne per controllare il flusso di elettroni, è più piccolo di sette nanometri. Rendili più piccoli e gli elettroni possono spostarsi tra i transistor attraverso un processo noto come tunneling quantistico, il che significa che un transistor in uno stato spento potrebbe essere acceso inaspettatamente anche se non dovrebbe esserlo.
Ciò pone un limite teorico alla legge di Moore: l'idea che il numero di transistor che possono stare in un chip raddoppi ogni due anni circa. Ma ora i ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory, guidati dal precedente TR Innovator Under 35 Ali Javey, hanno costruito quello che si dice sia il transistor funzionante più piccolo del mondo.
Ali Javey, a sinistra, e Sujay Desai hanno creato il transistor più piccolo del mondo.
Pubblicando il loro risultato in Scienza , i ricercatori spiegano che il dispositivo è stato costruito utilizzando nanotubi di carbonio e bisolfuro di molibdeno, creando un transistor con una lunghezza del gate di appena un nanometro. È un risultato impressionante e, almeno in teoria, significa che sarebbe possibile spremere molti più piccoli interruttori in un chip di quanto si potrebbe mai ottenere con il silicio. Per un certo contesto, gli attuali chip all'avanguardia utilizzano transistor con un gate da 14 nanometri e sono in arrivo chip da 10 nanometri.
Il risultato è, tuttavia, solo un proof of concept, molto lontano da un prodotto valido. Trasformare questi transistor a nanotubi in un processore richiederebbe la creazione affidabile di miliardi di interruttori su un singolo chip. Potrebbe essere possibile, ma potrebbe anche essere incredibilmente costoso.
In effetti, l'industria dei chip ha già riconosciuto di essere pronta affinché i transistor smettano di ridursi. All'inizio di quest'anno, la Semiconductor Industry Association, composta da artisti del calibro di Intel, AMD e Global Foundries, ha pubblicato un rapporto in cui annunciava che entro il 2021 non sarà economicamente efficiente ridurre ulteriormente le dimensioni dei transistor al silicio. Invece, le fiches sembrano destinate a cambiare in modi diversi.
Stiamo già assistendo alla frattura del settore dei processori, con un passaggio dall'hardware super veloce a tutto tondo verso chip più specializzati. A tal fine, Intel ha recentemente acquistato Movidius, una società che produce chip dedicati alle attività di visione artificiale. Nvidia, nel frattempo, sta vendendo chip AI specializzati a un settore desideroso di capitalizzare sull'apprendimento automatico.
Progettazioni di chip più efficienti contribuiranno anche ad aumentare la velocità di calcolo a tassi di consumo energetico inferiori. Microsoft e Intel stanno entrambi lavorando per utilizzare chip riconfigurabili noti come FPGA per eseguire algoritmi di intelligenza artificiale in modo più efficiente, ad esempio. E la società giapponese di telecomunicazioni e Internet SoftBank ha recentemente acquisito ARM, designer di chip britannico, per i suoi chip a bassa potenza di incredibile successo, che forniranno potenza di elaborazione per il crescente raccolto di hardware per l'Internet delle cose.
È probabile che processori meno specializzati cambino forma per aumentare la potenza di elaborazione. I chip utilizzeranno sempre più strati di circuiti per aumentare la densità dei transistor, ad esempio. O, forse, potrebbero ridursi usando la svolta del Berkeley Lab per raggiungere gli stessi scopi.
(Per saperne di più: Scienza , I produttori di chip ammettono che i transistor stanno per smettere di restringersi, la legge di Moore è morta. E adesso? L'acquisizione da 32 miliardi di dollari di ARM è una scommessa gigantesca sull'Internet delle cose, Intel acquista la società che fornisce alle macchine 'The Power of Sight', l'uomo che vende pale nella corsa all'oro dell'apprendimento automatico, l'acquisizione da 32 miliardi di dollari di ARM è una scommessa gigante sull'Internet delle cose)