MIT ontwikkelt 16bit-processor op basis van koolstofnanobuisjes

Onderzoekers van MIT en Analog Devices hebben een 16bit-processor gemaakt met 14.000 zogenoemde carbon nanotube field-effect transistors. Het gaat om de grootste chip op basis van koolstofnanobuisjes tot nu toe.

De onderzoekers hebben de chip de naam RV16XNano gegeven en opgebouwd op basis van de opensource-RISC-V-architectuur. Hoewel het om een, naar huidige maatstaven, vrij basale processor gaat, is deze in staat een set van instructies accuraat uit te voeren. Zo lukte het de onderzoekers om met een programma het bericht 'Hello, World! I am RV16XNano, made from CNTs' te genereren.

Volgens het MIT bouwt het wetenschapsteam voort op onderzoek dat zes jaar geleden resulteerde in een 1bit-chip met 178 carbon nanotube field-effect transistors, of cnfets. In de periode nadien zijn er flinke vorderingen gemaakt op het gebied van het terugdringen van onder andere materiaal- en fabricagedefecten.

Metallische vervuiling maakt dat een klein deel van de koolstofnanobuisjes het correct laten schakelen van de transistors vertraagt of stopt. Metallische cnt's zijn altijd geleidend en het draait om het krijgen van halfgeleiders. Voor een werkende chip van enige omvang en complexiteit, moet de puurheid van de gebruikte koolstofnanobuisjes op 99,999999 procent liggen.

Dankzij een set technieken die de onderzoekers Dream hebben gedoopt, kunnen ze functionele chips maken, ook als de puurheid op 99,99 procent ligt. Dream staat voor designing resiliency against metallic cnt's. De basis van de methode ligt bij het simuleren van verschillende gatecombinaties om te achterhalen welke robuust zijn en welke, door defecten, niet. Bij het ontwerpen van de chip gebruikten ze vervolgens een programma dat automatisch alleen de robuuste combinaties inzet.

Daarnaast hebben de onderzoekers het fabricageprocedé verbeterd. Voor het maken van cnfets worden koolstofnanobuisjes in een oplossing aangebracht op een wafer met daarop de transistorarchitectuur. Om samenklonteren van buisjes te voorkomen, is de wafer behandeld met een middel dat de hechting bevordert en ook brengen de onderzoekers een specifieke polymeercoating aan waarna de wafer ondergedompeld wordt in een oplossing. Deze laatste stap maakt dat de polymeer, en daarmee de klonteringen van buisjes, weggespoeld wordt. De onderzoekers noemen deze stap Rinse, removal of incubated nanotubes through selective exfoliation.

Ten slotte wisten ze gecontroleerd eigenschappen van transistors te bepalen die maken dat het om n- of p-type transistors gaat. Dat was een van de uitdagingen bij transistors op basis van koolstofnanobuisjes. De onderzoekers slaagden erin door onder andere titanium of platina aan te brengen. De techniek noemen ze Mixed, wat staat voor metal interface engineering crossed with electrostatic doping.

De minuscule buisjes van koolstof in een hexagonaal raster van kippengaas zijn licht, sterk en in theorie goedkoop te produceren, en hebben goede geleidende eigenschappen. Ze worden daarom al jaren gezien als potentiële opvolger van silicium als materiaal voor chips, die er sneller mee zouden kunnen worden bij lagere warmteproductie. Onderzoekers liepen tegen tal van obstakels aan bij het daadwerkelijk produceren van chips, maar volgens de onderzoekers van het MIT is het nu niet meer de vraag of, maar wanneer chips op basis van koolstofnanobuisjes verschijnen. Max M. Shulaker van het onderzoeksteam denkt zelfs dat dit binnen vijf jaar het geval kan zijn, onder andere doordat ze dezelfde fabricagetechnieken gebruiken als de huidige chipindustrie.

De onderzoekers publiceren hun werk in het wetenschappelijke tijdschrift Nature onder de titel Modern microprocessor built from complementary carbon nanotube transistors.

Reacties (55)

[Team-RiNo]

Ik vroeg me af hoe veel beter dit soort chips kunnen zijn en kwam het volgende tegen:

In theory, a CNT processor could be ten times more efficient than a silicon one by running around three times faster and using about one-third of the energy, says Max Shulaker, the MIT physicist who led the work. This processor is slower than silicon devices, but the prototype will improve, he says. “The most important thing is that all of these techniques are compatible with existing design tools and manufacturing facilities,” he adds.

Van: https://www.nature.com/articles/d41586-019-02576-7

[Reactie gewijzigd door Team-RiNo op 23 juli 2024 12:16]

[Sissors]

Naast snelheid en dynamisch stroomverbruik, ben ik ook erg benieuwd naar hoeveel lek stroom deze devices hebben (eg, grafeen is op papier ook heel snel, maar één van de dingen die altijd een probleem is geweest is dat ze wel heel hard 'aan' kunnen, maar ze een stuk minder goed zijn in 'uit' te gaan).

En daarnaast natuurlijk ook nog hoe groot de gemaakte chip is. Helaas heb ik geen toegang tot nature dus kan het niet zelf opzoeken.

Onder de streep zijn ze iig verder dan met grafeen, en het blijven prototypes natuurlijk, maar binnen 5 jaar echt chips op basis hiervan als er nu een test chip is waarbij ze nog rond alle productieproblemen moet rondwerken en die trager is dan een vergelijkbare silicon chip, lijkt me erg optimistisch. Als het op de foto ook pads zijn in de orde van een 50um, dan is de algehele chip ook nog heel erg groot.

[Reactie gewijzigd door Sissors op 23 juli 2024 12:16]

[unglaublich]

Jammer dat er geen manier is voor hobyisten en geïnteresseerden toegang te verschaffen tot deze informatie, waarbij bijvoorbeeld universiteitsnetwerken als proxy fungeren... een soort van 'wetenschappelijke hub'. Nogmaals, jammer, want het is een gemiste kans voor het vergroten, verspreiden en verbeteren van de kennis die we als mensheid opbouwen.

[supertanno]

Veel wetenschappelijke onderzoekers delen graag hun scripties als je ze even een mailtje stuurt. Zij verdienen namelijk niets aan de verkoop van het artikel.

[floppie86]

Elsevier leest mee hoor...

[Timoo.vanEsch]

Elsevier gaat eruit.
Universiteiten zijn vrij massaal aan het overstappen op open platformen, juist omdat ze het geldverslindende Elsevier niet meer willen spekken om vervolgens hun onderzoeken achter een betaalmuur zien verdwijnen.

In FR wordt Open Access en Unpaywall al actief ingezet door verschillende universiteiten, bijvoorbeeld.

[Pep7777]

Oh dat is goed nieuws.
Ik heb notabene zelf meegewerkt aan een publicatie en als ik die versie (nu een tijd later) online wil vinden zit ie ook achter een betaal muur

https://www.computer.org/...2018/08330258/12OmNz2C1lv

edit:
Oh ik kan hem wel bij TU Delft opvragen... eens kijken wat dat oplevert

[Reactie gewijzigd door Pep7777 op 23 juli 2024 12:16]

[360Degreez]

Dit is precies wat CERN doet met vrijwel alle onderzoeken die ze daar doen. Ze hebben ook wat info over koolstof nanobuisjes, maar ik kan even snel niets vinden over de toepassing in CPU's.

Alles wat ze daar doen is volledig transparant en wordt naar hartenlust gedeeld met iedereen, van wetenschappers tot dom klootjesvolk zoals ik, die de informatie tot zich wil nemen.

Stuur ze eens een mailtje ;-)

[Dwarrelegel]

Google anders even naar sci-hub (Weet niet of link mag maar: https://sci-hub.tw). Zelfs als onderzoeker gebruik ik dit regelmatig omdat het meer moeite is om in te loggen op de bibliotheek proxy van de universiteit.

[kutsjoerd]

De publicatie die @Pep7777 net aanhaalt kan ik direct met jouw sci-hub link openen. Werkt perfect!

[Pep7777]

@Dwarrelegel @kutsjoerd Haha tof!

[Dark_man]

Binnen 5 jaar moet er ook iets zijn wat een alternatief is voor silicium omdat de huidige materialen gewoon tegen hun limiet aanlopen.

Ze zullen waarschijnlijk eerst met simpele chips beginnen zoals SSD controllers of modems maar op termijn zullen ze dan toch wel ook voor CPU's gebruikt worden.

[Sissors]

SSD controllers en modems zijn niet bepaald simpele chips .

Maar met behulp van hulpvaardige Tweaker het artikel gelezen. Dat ding draaide op 10kHz. Oké, 1MHz zou moeten kunnen volgens simulaties. Maar ze verbruiken ook nog eens 1mW. Nu lijkt dat niet veel, maar voor zo'n chipje op 10kHz is dat wel veel. En hoe komt dat? Omdat de slechtere devices een ratio tussen aan en uit hebben van nauwelijks 10. En voor de duidelijkheid, dat zijn niet defecte devices, maar enkel slechtere binnen zijn spreiding. Oftewel ze zijn zo lek als de neten, ze zijn traag, en ze zijn blijkbaar groot.

Daarmee wil ik niet zeggen dat het nooit wat wordt, het is een prototype, maar echt niet binnen 5 jaar. En vooralsnog zijn die efficiëntie voordelen dus vooral theoretisch .

[Dark_man]

Naarmate de tijd vordert zullen Intel, TSMC en wat andere fabrikanten meer en meer geld stoppen in R&D voor deze nieuwe methode.

Dus op een gegeven moment zal het echt snel gaan.

Het is nu niet zo dat we ons bevinden in de jaren 60 en nog geen technologie tot onze beschikking hebben.

CPU's produceren is een vak dat al goed onder de knie is, dit is eigenlijk alleen het veranderen van materialen.

Ik zeg ook niet dat het makkelijk zal zijn maar het is ook weer niet zo dat het echt enorm moeilijk hoeft te zijn eenmaal er geld in deze richting word gepompt.

En SSD controllers zijn geen simpele chips maar uiteindelijk veel simpeler dan een CPU of GPU. Ik gaf het ook meer aan als voorbeeld.

[Sissors]

Wie zegt dat deze nieuwe methode de toekomst gaat zijn? Kijk naar grafeen, daar is ook enorm veel onderzoek naar gedaan omdat het een enorme hype was, en momenteel staat het allemaal op een laag pitje, omdat niemand echt voorbij een aantal toch wel fundamentele beperkingen kwam. Het kan dan nog wel toepassingen hebben in meer niche applicaties, maar niet voor gewoon een CPU ofzo.

Dit zou prima vergelijkbaar kunnen zijn: ja natuurlijk kan het nog beter worden als je genoeg R&D geld erin stopt. Maar wie zegt dat het ooit silicium gaat verslaan? Dat we spoedig iets nieuws willen omdat de huidige technologie tegen zijn limieten gaat lopen, betekent niet dat dit het nieuwe moet en kan zijn.

[Dark_man]

Je hebt ook zoiets als aannemelijkheid.

En carbon nanotubes zijn opgerolde grafeen lagen, grafeen is weer een stuk lastiger dus logisch dat dat nog meer onderzoek vergt.

De reden dat het veel aannemelijker is dat dit de toekomst zou kunnen zijn staat in het bericht, de huidige productiemethodes kunnen hiervoor ingezet worden.

En dat betekent kostenbesparing en een bekende manier van werken.

En tuurlijk is er een kans dat er zomaar een revolutionaire techniek opduikt die carbon nanotubes overbodig maakt.

Maar zoals ik al hierboven zei is dat minder aannemelijk.

[Sissors]

Dat de huidige productie methodes ook (grotendeels) hiervoor kunnen worden ingezet betekend nog niet dat dit beter is dan de bestaande processen die we hebben. Het betekend alleen dat de kosten beperkt kunnen zijn als je hiernaartoe overstapt, al zie je ook dat ze nog allerlei speciale dingen hebben moeten toepassen om rond hun belabberde yield heen te komen.

En natuurlijk, de auteurs zeggen dat het beter zou kunnen zijn dan bestaande technieken. Maar dat betekend niet dat het in de praktijk ooit beter gaat zijn dan bestaande technieken.

[Dark_man]

Ik zeg ook niet dat dat de reden is dat het wel gaat doorbreken alleen zie je dat wanneer je de bestaande infrastructuur kan gebruiken het makkelijker is om de technologie door te ontwikkelen.

En dit lijkt me al helemaal belangrijk juist specifiek in deze sector gezien hier de grootste kosten worden gemaakt in de hele IT/technologie branche.

De fabrieken die nu worden gebouwd voor chipproductie kosten in de buurt van 25 miljard dollar.

Dan is het wel zo handig als je die fabrieken in de toekomst nog kunt gebruiken.

[Azbest]

5 jaar??

Lijkt mij onmogelijk, we zijn nu in het stadium van laboratorium experimenten. Dan moet de industrie nog oplossingen voor productie bedenken en inrichten. Ik denk eerder ergens 2035 tot we daadwerkelijk cpu's kunnen kopen met grafeen als basis.

[SpiceWorm]

Via Sci hub kan je er vast bij!

[rjmno1]

Ik ben ook geintresseert in de vervorming van de materialen in relatie tot de temparatuur wat die nanobuisjes maximaal mogen hebben.@Sissors lekstromen idd ook, de buisjes moeten 99,9 procent puur zijn anders gelijden ze niet.Misschien een nieuwe stap voor massa productie.Andere materialen komen andere eigenschappen tegen die voor en nadelen hebben om zo een ding te maken.Misschien kan je wel ms dos 6.2 erop draaien aangezien hij 16 bit is.

[DataGhost]

Ik kon het niet in de artikels terugvinden, maar wat me minstens zo belangrijk lijkt is de grootte van de structuren. Ook al heten het nanotubes, geven deze foto's (ook al is er geen referentie) het gevoel dat ze behoorlijk wat groter zijn dan de huidige silicium-transistors, en dat het nabouwen van een Ryzen 3950X met 10 miljard transistors nog wel eens een dingetje zou kunnen worden. Als ik vervolgens op Wikipedia: CNFET kijk, wordt daar de indruk gegeven dat ze in "sub-22nm" inzetbaar zijn, dus dat klinkt dan wel weer goed. Helaas geen concrete andere getallen gevonden maar dit geeft hoop en ik ben benieuwd wat deze techniek verder gaat brengen

[DirtyBird]

Goed verhaal om zijn financiering veilig te stellen, maar waarop zijn deze getallen gebaseerd?

[fevenhuis]

Met 0,01 MegaHertz processors als deze zitten we nog een eind van een praktische verbetering op bestaande processors.

[fevenhuis]

https://nl.wikipedia.org/wiki/Megahertz

[Squee]

Een heel erg mooie en grote stap voor Koolstof CMOS! Erg indrukwekkend. Op dit moment natuurlijk absoluut geen performance (een oude Commodore 64 uit de jaren 80 is nog meer dan 100x sneller), maar het feit dat ze een werkend prototype hebben weten te produceren met compleet andere materialen is een grote stap voorwaarts. De doorontwikkeling van deze techniek zou nog wel eens iets heel interessants kunnen opleveren, en wellicht uiteindelijk de "wet" van Moore nog een kleine boost geven.

Ter illustratie; dit is een chip van 14.000 gates, dat is vergelijkbaar met de allerkleinste micro-controllers. De 8088 van de eerste PC had er twee keer zoveel (29K). Huidige processoren zitten over de miljard, zelfs in telefoons/tablets - ik las laatste een schatting van 10 miljard in Apple's laatste SoC. Dus er is nog wel een lange weg te gaan voordat we dat kunnen vervangen, dat is bijna een miljoen keer meer gates dan deze chip.

Ik grapte al tegen mijn collegas; dit is voor het eerst dat ik een chip zie waarvan de (RTL) simulatie sneller zal draaien dan de chip zelf

[Reactie gewijzigd door Squee op 23 juli 2024 12:16]

[NoobishPro]

Maar dat zal in deze moderne computertijden wel héél wat sneller ontwikkelen dan dat deze originele chips deden, toch?

Ik heb er geen verstand van, maar ik neem aan dat wij veel geleerd hebben sinds de eerste CPU. Zelfs met deze totaal andere techniek, gok ik dat die 30 jaar aan ontwikkeling nu in misschien wel 3 jaar zou kunnen gebeuren? Of 10?

En klopt het dat deze CPU's ongeveer 3 keer zo snel zijn en dus minder nodig hebben?

Vraag het aan jou omdat jij er verstand van lijkt te hebben =)

[Squee]

Maar dat zal in deze moderne computertijden wel héél wat sneller ontwikkelen dan dat deze originele chips deden, toch?

Vraag het aan jou omdat jij er verstand van lijkt te hebben =)

Dat is best een goeie vraag. Dat hangt van veel factoren af. Wellicht kan @kidde hier ook op reageren, want die lijkt veel verstand te hebben van de productie processen - mijn expertise zit meer aan de kant van processor ontwerpen zelf.

Ten eerste zal het er van af hangen hoe snel er een Koolstof proces komt wat zich kan meten met de huidige Silicium processen qua performance, dichtheid, en productie kwaliteit. Dat is iets waar ik zelf geen zicht op heb, hoe makkelijk en snel het zal gaan om dit te schalen naar bijvoorbeeld 10 miljard geintegreerde schakelingen, die betrouwbaar in de GHzen draaien.

Wanneer dat goed werkt, dan is de vraag in hoeverre dit productie proces en de electrische eigenschappen en dergelijke anders zijn dan met Silcium. Is het simpel een andere standaard-cell library die gebruikt moet worden, dan zou je wellicht de huidige processor ontwerpen naar Koolstof kunnen overzetten. In het meest gunstige scenario waar we vergelijkbare eigenschappen maar bijvoorbeeld hogere schakelsnelheid en lager energieverbruik (en verlies) zouden hebben met Koolstof, zou je kunnen denken aan of zuinigere, of hoger geklokte processoren. Zijn bepaalde eigenschappen heel anders, dan zal er wellicht op micro-architectuur niveau aanpassingen gedaan moeten worden - wat die zouden zijn is lastig te zeggen, maar het zou kunnen dat je timing-kritische paden in je chip ineens heel ergens anders liggen op een Koolstof proces, en dat je dus andere delen moet gaan optimaliseren.

Uiteindelijk zal het ook de chip ontwerpen gaan beinvloeden, net zoals de continue vooruitgang in het Silicium proces de afgelopen decennia de chip ontwerpen heeft beinvloed; we kregen steeds meer, snellere, en zuinigere transistors tot onze beschikking, en konden daarmee slimmere structuren bouwen die de processor sneller maken (zoals meer executie units en caches bijvoorbeeld).

De voornaamste bottleneck is in ieder geval het Koolstof proces volwassen laten worden, als dat lukt, ben ik erg benieuwd naar wat voor extra mogelijkheden dat ons kan geven

[Reactie gewijzigd door Squee op 23 juli 2024 12:16]

[kidde]

Helaas kan ik, omdat ik niet zo bekend ben met het productie-proces (het betaalmuur-artikel bedoeld voor experts, wat ik niet ben, schijnt 70 pagina's te zijn) hier alleen iets in algemene termen over zeggen:

10 jaar voor de hele CN-FET ontwikkeling halen we sowieso niet meer. In 1998 maakte men in Delft en bij IBM al de eerste CN-FET. Nantero werkt sinds 2004 aan nanobuis-RAM; sinds 2012 ook samen met IMEC [3]. Het is gelicenseerd aan Fujitsu [1] die er eind dit jaar de eerste geheugen-producten van op de markt brengt [2].

In hoeveel jaren 'logica' (grotere CPU's, want RISC-V is toch een beetje een baby-CPU) 'vanaf nu' naar massa-productie kan, bepalen de wetenschappers, maar in hoeveel jaar het gebeurt, de investeerders. CN-FET kan worden aangemerkt als 'ontwrichtende' technologie ('disruptive'), omdat het voor het eerst sinds minstens 4 decennia afstapt van de sillicium-transistor.

Denk aan 'ontwrichtende' fabricage-technologieen als FD-SOI (ultra-laag vebruik voor sensors / IoT), EUV en 450mm-wafers (1,5x grotere diameter dan nu):
-Voor FD-SOI kostte het ca 20 jaar, begint nu langzaam in massaproductie te komen,
-EUV dreigde bijna een stille dood te sterven. TSMC, Intel en Samsung moesten een sloot ASML-aandelen kopen om het alsnog 'af' te krijgen, ca tien jaar later dan gepland,
-450mm-wafers is helemaal uitontwikkeld, wetenschappelijk 100% klaar. Maar de machine-bouwers (Applied Materials ~[AMAT], LAM Research ~[LRCX], KLA Tencor ~[KLAC], Tokyo Electron ~[TEL] en nog een zwikkie) hadden geen zin om het investerings-risico te nemen; ze wilden eerst geld en dan pas machines bouwen. De klanten hadden geen zin om vooruit te betalen. Dus is wel uitontwikkeld, maar helaas nooit uitgevoerd.

Voor processor-technologie is er een "roadmap" waarbij tot en met de 3nm node (foundry) er gebruik wordt gemaakt van FinFET, maar dan met 'gebroken vinnen' door middel van nano-sheets. Samsung plant deze technologie voor 2021. Dus voor 2022 is er niet per se iets nieuws nodig, en 3nm wordt waarschijnlijk nog een paar jaar uitgemolken. Maar daarna is er gewoon een nieuwe technologie nodig, en CNFET is de beste kandidaat.

Enerzijds duurt het volwassen worden van die technologieen dus zeer lang, anderzijds moet er eigenlijk iets nieuws zijn als GaA-FET niet meer verbeterd kan worden. Maar lithografie op 193nm (DUV) was ook afgeschreven na 2007; toen moest er ook per se EUV zijn om verder te kunnen, en we weten allemaal hoe DUV vervolgens nog 10 jaar lang fantastisch verbeterd is!

Het 'volwassen worden' van CN-FET zodat je er x86 chips mee kan maken zijn een hoop stappen, wat je denk ik niet in 3 jaar gepropt krijgt. Wat zoal in me opkomt:

-Nadenken over 'lab-naar-fab': 'Grote' foundries / chipmakers (dus niet Fujitsu die al met CNT begonnen is) werken tegenwoordig bijna allemaal samen middels IMEC (Leuven). 'Ontwrichtende technologie' die van de universiteiten komt (zoals EUV) wordt vaak door IMEC opgepikt, en die gaat dan aan haar klanten aantonen dat het zou kunnen werken in de fabriek.

-Levensduur simuleren: Uiteindelijk wordt de max temperatuur, dus het vermogen, dus TDP-budget zo gekozen, dat bij die junction-temperatuur de chips dusdanig slijten dat voor bedrijfs-klanten een bepaalde levensduur gegarandeerd kan worden. Het aantal gHz is een gevolg van dat TDP. Dus hoeveel gHz je kan halen, kan je pas inschatten als je weet wat de faalmodes zijn van je product, en hoe (snel) het hoe vaak kapotgaat door hitte. Daarvoor moeten er veel kapotgaan. Als je ze nog niet hebt moet je dat simuleren, en die simulatie-programma's moeten eerst kunnen rekenen met nanobuisjes. Een kandidaat lijkt me het bedrijf ANSYS. In fora vind je vragen uit 2012 terug van mensen die precies dit probeerden.

-De machinebouwers moeten machines maken die ervoor geschikt zijn, dus AMAT, KLCX, TEL en LRCX moeten mogelijk nieuwe machines ontwikkelen. AMAT maakt de machines die vloeistof zeer uniform over een ronddraaiende wafer kunnen laten lopen, zij zijn waarschijnlijk de kandidaat om het spoelproces die de koolstofbuis-klonten moet weghalen in massaproductie-machines te gieten. Van lab naar massaproductie-machine kost doorgaans een paar jaar. Maar ja, wie gaat het ontwikkel-traject (aan)betalen?

-Metrologie: Iets wat je in productie niet kan meten, kan je niet statistisch beheersen. Vaak kan je het als je het niet goed beheerst, niet rendabel verkopen (zie Intel 10nm), of niet de kwaliteit garanderen. Dus ook hier moeten bedrijven aan de bak. Voor EUV was dit een groot probleem, dit is de reden waarom ASML uiteindelijk het bedrif Hermes opkocht. Aan EUV chips kan nog niet alles gemeten worden, maar desondanks is het toch al in productie. En dat is best een financieel risico!

-Ontwerp-tools (EDA): Deze moeten regels / simulaties kunnen maken voor dit nieuwe type transistoren, daar kan @Squee een hoop meer over vertellen dan ikzelf,

-'Fysiek testen' / verpakken: Vaak doen externe bedrijven genoemd 'OSATs' dit, maar TSMC en Intel doen volgens mij ook wel eens het een en ander zelf. Al deze bedrijven moeten, als CNT testen anders is dan sillicium testen, hiermee leren omgaan. Zij moeten een standaard aangerijkt krijgen van wat wel / niet goed is. De fragiele 'die' moet ook worden ingepakt in een stevigere verpakking, en hiervoor zullen andere eisen zijn dan bij de sillicium 'dies'; op Wikipedia staat wat conflicterende info over of nanobuisjes wel of niet door zuurstof vrijwel ogenblikkelijk kapot gaan.

-Gebouw gebonden installaties: Nanotubes zijn een soort 'fijnstof' [1], en potentieel zeer schadelijk voor machines / lagers. Deze stof moet je dus ook liefst kunnen detecteren / filteren in het geval er iets fout gaat, anders is de kans dat machines beschadigen aanwezig lijkt me.

Als dat allemaal klaar is, moet men nog gaan uitzoeken wat de 'juiste minimale / maximale instellingen' zijn voor de machine (proces-window), welke productie-afwijkingen wel en niet acceptabel zijn, mogelijk is er nieuwe apparatuur dus daar moet een onderhoudsplan voor worden gemaakt, personeel getraind, dan het hele proces laten goedkeuren door de klant (chip-verkoper) en dan pas kan het allemaal echt beginnen.

Dus ik denk dat het minstens 5 jaar kost, maar dat er wel snel veel geld gaat komen om dit allemaal snel voor elkaar te krijgen. De vraag is wie gaat betalen: De afgelopen paar succesvolle en op tijd ontwikkelde 'nodes' zijn eigenlijk allemaal betaald door Apple (aan TSMC), als gevolg van de smartphone-boom. Die is nu voorbij, dus de vraag is of Apple nog een keer wil betalen; of mogelijk bedrijven als Hauwei bijspringen (nu bij TSMC 7nm EUV wel vziw), wat de data-boeren als Google of Facebook gaan bijdragen en of er nog electro-automobiel-liefhebbers voor nanubuisjes zijn. Als van dat alles niets komt, gaan we terug overschakelen op het veel lagzamere Intel-tempo; in dat geval duurt het nog minstens 10 jaar. Of Fujitsu moet haar CN-FET proces geschikt maken voor 'logica' (CPU's) en dat proces verkopen aan klanten. Kennelijk is dat de fabriek die het verste is met fabricage van CN-FETs; maar dan zal de capaciteit in het begin zeer laag zijn.

[1] https://cen.acs.org/mater...ters-face-makebreak/97/i8
[2] https://www.electronicpro...ucts_to_come_in_2019.aspx
[3] https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1262719#

[Reactie gewijzigd door kidde op 23 juli 2024 12:16]

[Azbest]

Het hele concept van koolstof was dat we de grenzen van silicium konden verleggen en daarmee het afvlakken van de prestaties tegen kunnen gaan. Maar er zijn ook al heel wat andere toepassingen bedacht, koper wordt ook steeds kostbaarder en dit zou mogelijkerwijs ook dat wel eens kunnen gaan vervangen.

Dit CPU'tje is toch echt wel wat. Dat we nu al een 16bit cpu zien, bied toch weer perspectief voor de toekomst van CPU ontwerpen. De FET transistor leek ooit ook commercieel te duur om te exploiteren, dat is nu wel anders.

[unglaublich]

Volgens mij draait elke chip van een paar decennia oud inmiddels wel sneller in een moderne RTL vergeleken met het origineel.

[aileron]

nu we niet meer in de pas lopen met de wet van Moore en dit misschien een indicatie is dat we langer termijn tegen de grenzen van silicium bereikt gaan worden we nu alvast naar de volgende generatie materialen toewerken. 3x sneller lopen met 3x lager gebruik, is dat dan dat deze procs straks op 10Ghz kunnen lopen en dan nog steeds een derde minder verbruiken dan huidige processors?

[GeoBeo]

nu we niet meer in de pas lopen met de wet van Moore en dit misschien een indicatie is dat we langer termijn tegen de grenzen van silicium bereikt gaan worden we nu alvast naar de volgende generatie materialen toewerken. 3x sneller lopen met 3x lager gebruik, is dat dan dat deze procs straks op 10Ghz kunnen lopen en dan nog steeds een derde minder verbruiken dan huidige processors?

Ja. Dan wordt de wet van moore dus weer aardig ingehaald

If we are ultimately successful, then carbon nanotubes will enable us to indefinitely maintain Moore's Law in terms of density, because there is very little doubt in my mind that these can be made smaller than any future silicon transistor.13 In May 2003 Nantero, a small company in Woburn, Massachusetts, cofounded by Harvard University researcher Thomas Rueckes, took the process a step further when it demonstrated a single-chip wafer with ten billion nanotube junctions, all aligned in the proper direction. The Nantero technology involves using standard lithography equipment to remove automatically the nanotubes that are incorrectly aligned. Nantero's use of standard equipment has excited industry observers because the technology would not require expensive new fabrication machines. The Nantero design provides random access as well as nonvolatility (data is retained when the power is off), meaning that it could potentially replace all of the primary forms of memory: RAM, flash, and disk.

Uit "the singularity is near" (boek)

De wet van moore leeft gewoon nog, alleen ff geduld hebben voor deze inhaal actie

[Reactie gewijzigd door GeoBeo op 23 juli 2024 12:16]

[nobraininvolved]

ik zie een hoop reacties over haalbaarheid, maar ik begrijp het toch goed als dit een use case was om te kijken of ze een chip konden maken en om alle barrieres daarvoor weg te nemen?
er staat ook in dat, behalve het materiaal, het productieproces hetzelfde blijft, dus waarom zou t niet mogelijk zijn om er al miljarden van in een chipje te krijgen?
Ik denk dat, nu ze hebben laten zien dat het kan en nu ze tal van drempels over zijn, het idd wel eens heel snel kan gaan...

[sygys]

Zo'n zelfde ontwikkeling voor accu's las ik 10 jaar geleden als opvolger voor li-ion. Deze techniek zou 5 keer meer capaciteit bieden met na 1000x laden nog geen slijtage merkbaar. En niet brandgevaarlijk. Echter komt er niet veel van

[Reactie gewijzigd door sygys op 23 juli 2024 12:16]

[gjmi]

Ontwikkeling is vaak moeilijk. Je kunt een idee hebben. En dan zorg je voor artikelen om investeerders aan te trekken. Dan ga je in je lab spelen, en misschien lukt het zelfs. Maar dan heb je nog meer investeerders (en dus artikelen) nodig voor verder onderzoek en heel belangrijk: productie rijp maken. Dingen die in een lab mogelijk zijn, zijn vaak niet (betaalbaar) te produceren. En dan blijft het in het lab totdat het misschien wel een keer kan. En dat kan van 5 jaar tot 20 jaar tot ooit duren.

[Robbaman]

Nu hebben Li-Ion batterijen niet dat alles bereikt wat je noemt, maar in 10 jaar hebben ze denk ik wel 5x meer capaciteit gehaald en is ook de laadsnelheid een veelvoud van wat het 10 jaar geleden was.

Er wordt vaak te positief gesproken over accuverbeteringen, maar tegelijkertijd wordt er ook vaak te negatief over gesproken. De verbeteringen zijn er wel degelijk.

[batjes]

Probleem van accu's is ook. We zitten al redelijk tegen het maximum van technologisch veilig te houden is. De huidige accu's hebben al een erg hoge energiedichtheid voor een vorm die geen zuurstof nodig heeft voor ontbranding. De grens is nu een kleine steekvlam die een brandwond en een gat in je broek achterlaat als het fout gaat.

Als we die dichtheid meerdere keren over de kop laten gaan, brand het een gapen gat in je lichaam.

De energiedichtheid is niet 5 keer zo hoog geworden in 10 jaar. Nog niet eens 2 keer. We zijn veel beter geworden in het zo veel mogelijk leeghalen van zo'n accu, de marges waren veel groter. Plus componenten zijn een heel stuk zuiniger geworden. Processors, displays, draadloze verbindingen zijn tich keer zuiniger dan 10 jaar terug.

[maarten12100]

Lithium ion is marginaal verbeterd over de jaren de energie dichtheid wordt gedicteerd door de energie dichtheid van anode en cathode die niet echt geweldig is, daarnaast hoeveel massa je verspilt aan de benodigde elektrolyt.
Qua laad en ontlaad snelheden de oplossing was meestal een schep geactiveerde koolstof door je elektrode heen mixen en daarnaast de elektrolyt dunner maken.

Lithium-air heeft theoretische energiedichtheden van 10 kWh/kg en omdat de omgeving de O^2- kan leveren en de elektroliet dun met een dunne katelystator (voor het omzetten van O₂ naar radicalen) zal worden is het goed mogelijk dat we misschien wel 50% van dat getal halen! Wel worden deze batterijen zwaarder naarmate ze verder ontladen maar een kniesoor die zich daarover opwindt.

[AzzKickah]

But does it run DooM?

[sleezball]

Pong..?

[Stannieman]

Offtopic: is weer een hele dosis "we hebben een woord en bedenken dan wat andere woorden om er een afkorting van te maken". Is heel leuk als het echt toevallig zo uitkomt, maar tegenwoordig mag er precies geen onderzoek meer zijn zonder minstens 1 zo'n geval...

[Master FX]

640KB was het toch

[svenk91]

Strak op 60 frames per dag

[pimpchilla]

Toen ik dit bericht op tweakers las, was dit de vraag die ik ook wilde stellen. Jammer dat je gemind wordt voor dit goeie grappie

[Blokker_1999]

Hij is gewoon het woordje low vergeten. Ultra low. Resolutie van 80 kolommen ofzo.

[--Andre--]

80?!?!? 40 zul je bedoelen!