Intel-wetenschappers schetsen het einde van Moore's Law

Op Cnet News komen we de bewering tegen dat we in de komende jaren het einde van Moore's Law tegemoet kunnen zien. Deze wet van een voormalig topman van Intel stelt simpel gezegd dat men in staat is elke twee jaar de hoeveelheid transistors in de core van processors te verdubbelen voor min of meer dezelfde productiekosten. Nu is er wel eens eerder beweerd dat de wet niet lang meer zou bestaan, maar het opmerkelijke is dat het nu wetenschappers van Intel zelf betreft die de uitspraken hebben gedaan. Volgens Paolo Gargini zal de verkleining naar een 16-nanometer productieproces één van de laatste praktisch mogelijke die-shrinks blijken te zijn. Daarvoor moeten we trouwens nog wel geduld hebben tot het jaar 2018 of daaromtrent:

"This looks like a fundamental limit," said Paolo Gargini, director of technology strategy at Intel and an Intel fellow. The paper, titled "Limits to Binary Logic Switch Scaling--A Gedanken Model," was written by four authors and was published in the Proceedings of the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) in November.
[break]Bij kleinere afmetingen dan hierboven beschreven zal de transistor simpelweg zijn werk niet meer kunnen doen. De staat van transistor (aan/uit) wordt bepaald door het feit of er stroom door de gate vloeit. Als de afmetingen van de transistor te klein worden en de afstand door de gate minder dan vijf nanometer bedraagt, zullen losse elektronen uit zichzelf door de transistor gaan bewegen. Daardoor wordt de transistor als deel van een rekenapparaat onbetrouwbaar. Dit 'tunneling'-probleem zal volgens Gargini en consorten altijd op gaan treden, onafhankelijk van het materiaal waar de transistor uit is vervaardigd.

Als het al tot een 16-nanometer productieproces zal komen, zal één van de grootste te overkomen problemen natuurlijk ook nog de warmteontwikkeling zijn. De warmte die afkomt van chips van zulke kleine afmetingen wordt zo groot dat deze niet meer rendabel af te voeren valt met als gevolg dat het silicium ten prooi valt aan de hoge temperaturen. Hoewel de grootte van de transistor dus aan beperkingen onderhevig is, ziet Gargini nog wel mogelijkheden om op zulke kleine afmetingen tot hogere performance te komen:[/break]One extremely theoretical potential idea is to reuse electrons. In current architectures, electrons travel from a source to a drain and then are destroyed. With recycling, "you simply transfer the electron to something else," Gargini said. "You can make a lot of calculations without destroying the electrons."

Carbon nanotubes and silicon nanowires are another alternative. Transistors made of these materials are of comparable sizes. Carbon nanotubes have a diameter of 1 to 2 nanometers, but they are stretched lengthwise between a source and drain in experimental transistors. In the end, performance could go up--and energy consumption could decline--but size will stay about the same.