IBM maakt chips 35% sneller

Dankzij een nieuwe technologie van IBM, genaamd 'Strained Silicon', wordt het mogelijk om chips 35% efficiënter te laten werken, aldus dit bericht van de Nederlandse ZDNet-afdeling. De winst wordt veroorzaakt door siliciumatomen in een chip tijdens de fabricage uit te rekken en de afstand tussen atomen te vergroten. Hierdoor daalt de weerstand en kunnen elektronen gemakkelijker vloeien. Het gevolg zijn chips die 2 tot 3 maal minder stroom verbruiken en dus ook minder warmte genereren. Rond 2003 zijn 4 of 5GHz processors mogelijk, alhoewel er voornamelijk interesse is voor supersnelle chips voor handhelds e.d:

Het meest interessante toepassingsveld lijken chips voor handhelds en mobiele toepassingen. Omdat de strained-technologie veel minder stroom vereist, zijn de processoren bijzonder geschikt voor toestellen die werken op batterijen. "Dertig procent prestatiewinst kan omgezet worden in een twee tot drie keer lagere stroomverbruik." Dat de chips goed zullen presteren is mooi meegenomen. IBM droomt al hardop van toepassingen zoals PDA's met spraakgestuurde interfaces - iets waar heel wat processorkracht voor nodig is. "Je kunt een handheld hebben die in real-time spraak vertaalt", zegt Davari, "Je zou geen toetsenbord nodig hebben."

Bedankt Greg Jonker voor de tip!

Reacties (51)

[korenwolf]

Ik vraag me eerlijk gezegd af hoe ze dit gaan doen, want hoe kun je nu een atoom uitrekken? Een Silicium-atoom bestaat uit een kern, waar je volgens mij sowieso niets aan kunt veranderen en daaromheen cirkelen elektronen, die voor de geleiding verantwoordelijk zijn. Een normaal silicium atoom heeft 4 elektronen die om de kern cirkelen en door in het silicium andere atomen met 5 en 3 elektronen om de kern in te brengen (doteren) kun je een chip maken.
Maar de elektronen die rond de kern cirkelen doen dat op een vast niveau. Dat is een natuurkundige constante (materiaaleigenschap) en onder normale omstandigheden, kun je die in ieder geval niet veranderen. En stel dat je die zou veranderen, veranderen ook de (elektrische) eigenschappen van het materiaal. Ik heb het idee dat er dus helemaal geen atomen worden in uitgerekt.

Wat je wel zou kunnen veranderen is de afstand tussen de atomen in het rooster waarin zij zich verbinden. In zo'n rooster bevinden zich de atomen dan precies tussen twee atoomkernen in, en ze staan dus iets verder van de kern af. Op zich is dat wat je wil, want daardoor zitten de elektronen 'losser' van de kern, maar het is wel in tegenspraak met het gegeven dat de niveau's altijd discreet zijn.
Ik vraag me dus af hoe stabiel een dergelijke oplossing is. Ik kan me in ieder geval niet voorstellen dat er helemaal geen ongewenste gevolgen bij komen kijken.

[Verwijderd]

Van de IBM webpage:

The new technology takes advantage of the natural tendency for atoms inside compounds to align with one another. When silicon is deposited on top of a substrate with atoms spaced farther apart, the atoms in silicon stretch to line up with the atoms beneath, stretching - or "straining" - the silicon.

http://www.ibm.com/news/2001/06/08.phtml

-Desecrator

[dnf]

een silicium atoom geleidt toch niet ? Het zijn toch de andere metalen die op het silicium geëtst worden die geleiden?

Heb ik het verkeerd?

[Felicia]

The new technology takes advantage of the natural tendency for atoms inside compounds to align with one another. When silicon is deposited on top of a substrate with atoms spaced farther apart, the atoms in silicon stretch to line up with the atoms beneath, stretching - or "straining" - the silicon.

Dit proces rekt zelf niets op maar de eigenschappen van silicium zorgen er zelf voor. Omdat een laag met standaard afstanden wordt gemaakt hebben ze een bepaalde afstand. Als je daar een laag overheen doet die een grotere afstand heeft (afstand tussen de atomen) dan zal de eerste laag zich gaan aanpassen naar de tweede laag. Op het moment dat dat gebeurd krijgt het geheel minder weestand waardoor de doorvoer van electronen met 70% wordt verbeterd en wat als gevolg heeft dat er een snelheidswinst van 35% ontstaat zonder de extra transistoren er op te plaatsen.

[edit]
[quote]

een silicium atoom geleidt toch niet ? Het zijn toch de andere metalen die op het silicium geëtst worden die geleiden?

[/quote]

Silicium is een half geleider dus ja hij geleid wel...

[Verwijderd]

Ik studeer op deze zooi dus ik zal maar iets zeggen. Atoomgroottes zijn geen absolute dingen (zo van: daar houdt het atoom op). Ze worden berekend/geschat aan de hand van atoom-atoom afstanden in verschillende materialen. Hier wordt aan de atoom-atoom afstand gesleuteld (door een laag silicium aan te brengen op een laag atomen met een grotere atoom-atoom afstand; vergelijk het met een laag knikkers op een laag grotere knikkers); zodoende komen ze op het 'oprekken' van atomen.

Over die electronenbanen: een populair model voor veel metalen is wanneer alle atoompjes een electron hebben afgestaan (ionen) aan hun omgeving. Dit model bestaat dan uit positive ionen in een rooster en een electronen'gas'. Het denken in electronenbanen heeft dan dus weinig zin, begrijp je wel? Silicum is trouwens geen metaal, maar een halfgeleider.

[Verwijderd]

Rond 2003 zijn 4 of 5GHz processors mogelijk, alhoewel er voornamelijk interesse is voor supersnelle chips voor handhelds e.d:

niet echt indrukwekkend.
gemiddeld verdubbelt de snelheid van cpu's elke 1,5 jaar ong
we zitten nu op 1,7, over anderhalf jaar is her begin 2003, zouden we op 3,4 zijn aanbelandt.
in de loop van dat jaar zou de 4 GHz wel gepasseerd worden, gewoon standaard dus (volgens de wet van Moore dan)

[Verwijderd]

Ik vind het toch wel indrukwekkend. Vooral als je bedenkt dat in de jaren 80 de huidige snelheid alleen behaald kon worden met Josephen junctions. Dit zijn schakelaars die uit een sandwich van twee laagjes goud bestaan met daar tussen een isolator laag ter dikte van een paar atomen. Door het circuit in vloeibare stikstof onder te dompelen werd het zaakje supergeleidend en werden schakel snelheden van 1 Ghz gehaald. IBM heeft daar toen veel onderzoek naar gedaan omdat men toen dacht dat dat de enige methode was om dat soort snelheden te halen. Men ging er toen echt vanuit dat de supercomputers in de toekomst van supergeleidende chips gebruik zouden maken. Nu krap twintig jaar later verwachten we het 5-voudige te halen op een gewone silicium chip.

Aan ontwikkelingen als SOI, koperen interconnects en pure silicon valt te zien dat alleen die shrinks niet meer voldoende zijn om de kloksnelheid te verhogen. Dit is dus weer een ontwikkeling die ervoor zorgt dat de kloksnelheid kan blijven groeien. Dat is voor mij het meest indrukwekkende, dat er toch iedere keer weer iets bedacht wordt waardoor de kloksnelheid kan blijven groeien, iets waar de komende jaren nog geen eind aan lijkt te komen.

-Desecrator

[cyclone]

tja ik wil niet vervelend of bij de hand doen, maar de wet van Moore is toch niet onderhevig aan 1 bepaalde techniek ?

Volgens mij IS dit juist een goed voorbeeld van de wet van Moore.
Er wordt nog steeds vooruitgang geboekt zoals Moore ook opperde, maar hoe en / of met welke techniek daar heeft Moore geen voorspellingen over gedaan zover mij bekent.

[Verwijderd]

Het is niet "de Wet van Moore" die de snelheid van processoren verdubbeld, maar juist de ontwikkeling van dergelijke technieken.
Gordon Moore was tot sinds kort bestuurdlid van Intel en is onlangs met pensioen gegaan (omdat het personeelsregelement een maximum leeftijd voor werknemers voorschrijft.
Zijn "wet" is juist zijn voorspellend vermogen hoe de techniek zichzelf steeds verbeterd en optimaliseerd.

Een stimulans voor leveranciers is zijn wet vast wel, maar het zijn toch de briljante onderzoekers die de techniek uit het laboratium krijgen en bij ons in de huiskamer weten te brengen.

[Felicia]

Het gevolg zijn chips die 2 tot 3 maal minder stroom verbruiken en dus ook minder warmte genereren. Rond 2003 zijn 4 of 5GHz processors mogelijk

Is dat niet waar ze juist nu naartoe willen gaan met de P4 en 0.13 u tech. (en de nieuwe t-bird uiteraard)

En denk trouwens dat de 4 GHz eind 2002 al realistisch is met de nieuwe processors ed.

[Verwijderd]

Ik denk dat ze "normale" CPU's bedoelen. Met "normaal" bedoel ik dan CPU's zonder een extreem lange pipeline zoals de P4 heeft.
Waarschijnlijk zullen ze dit voor de Power4 chips gebruiken. Die kunnen hier best wel gebruik van maken. Ik dacht dat zo een Power4 125 watt trekt (kan me vergissen). Met deze tech hoef je dan je computer niet meteen bij NUON te plaatsen

[MM]

Dacht je dat een Thunderbird 1.4 Ghz veel minder als 125W trekt?

[LiGHtNiNG!]

Ja.. 77W (zie spec sheet van AMD).. 42A max bij 1,85V core (ook max, officieel dan )

Zucht, altijd dat gemiep over die AMD's.. nee die P4's DIE verbruiken weinig.. Als je het na gaat meten dan zitten ze bij Intel harder te liegen dan bij AMD hoor als het over stroomverbruik gaat

[Felicia]

Stroom verbuik is niet direct gelinkt aan warmte afgifte...

[apa]

Ahnee? Ik dacht dat het stroomverbruik omgekeerd evenredig was aan de weerstand (I=R/U)... En dat weerstand warmte genereert... Of heb ik dat dan verkeerd voor?

[Verwijderd]

nee, heb je helemaal goed.
Formule 1: V = I x R (voltage)
Formule 2: P = V x I (vermogen)

ga je deze 2 samenvoegen, krijg je:
Formule 3: P = (I x R) x I
oftewel: P = I ^ 2 x R

Het vermogen neemt dus kwadratisch toe met de stroom. Bij verdubbeling van de stroom wordt het vermogen dus 4x groter. Er is dus degelijk een directe link tussen de stroom en het vermogen!!!!!!
Dat moet ook wel door de wet van behoud van energie: er gaat evenveel energie in dan dat eruit gaat.
Bij processoren wordt de elektrische energie dus omgezet in warmte, in principe een "gewone" kachel dus

[Felicia]

Er is een verschil tussen warmte genereren en afgifte he...

[mattymat]

Om dit soort formules die ik niet kan onthouden ben ik dus gestopt met mijn elektro opleiding

[Verwijderd]

Nee, dat heeft er (nog) niets mee te maken...)

[TheEagle]

Dat betekend dat ze met deze technologie die 4Ghz waar jij het over hebt kunnen halen. En dan nog eens die 30% van IBM er bovenop. Wordt ie lekker nog sneller.

Het is altijd leuk om te horen dat ze weer een nieuwe techniek kunnen toepassen.

[Verwijderd]

hmm klinkt leuk maar ik wil toch wat meer zien. klinkt ook als een vrij dure technologie. zal nog wel ff duren voor het echt goed kan worden doorgevoerd

[apa]

Vergelijkbaar met Silicon On Insulator dat in de komende generaties AMD CPU's zal toegepast worden. Beiden zijn manieren om de weerstand te verminderen waardoor de CPU minder gaat verbruiken. Ik zie zo'n technologie sneller gebruikt worden door AMD dan door Intel, maar ik kan mij natuurlijk wel vergissen.

[M2XzeeD]

Hmm, op macfan.nl werd gespeculeerd over die nieuwe G5 chip die door IBM wordt ontwikkelt en over het toepassen van deze technologie in de toekomstige handhelds van apple (verrassend?)
Maar wat ik mij eigenlijk afvraag of we nog zoveel sneller kunnen straks met die silicium chips, het einde zou nu toch in zicht moeten zijn, silicium is en blijft beperkt en wordt ook steeds schaarser dus duurder.
Nee mijn volgende mac wordt er een met een kwantum processor > (hoe lang zou dat nog duren trouwens?)

[Confusion]

Een quantumcomputer duurt nog wel een tijdje; bovendien heb je er voor gewone toepassingen niets aan: alleen voor bepaalde soorten berekeningen biedt het voordelen.
Silicium beperkt...Hoe kom je daarbij? Zand genoeg op de wereld hoor; daar kunnen we voorlopig nog heel wat wafertjes van maken.
Momenteel wordt er aan technieken gewerkt om 0.025 micron structuren te kunnen gaan etsen; die moeten vanaf 2010 commercieel verkrijgbaar zijn geloof ik. We beginnen dan wel zo'n beetje de ondergrens wat betreft afmetingen van structuren te halen. In 25 nm gaan ongeveer 75 silicium atomen...

[Verwijderd]

de essentie van het geheel is dat atomen die netjes op een rij liggen de stroom veel beter geleiden. In plaats van eenrandom structuur krijg je een soort kristal structuur met heel regelmatig "contactpunten" tussen atomen.
Dit is weer een van de resultaten van het geld dat IBM in research steekt zie bijv ook de ontwikkeling van koper op glas voor betere geleiding.

(in de plastic industrie wordt een dergelijke techniek ook toegepast om de treksterkte te vergroten)

[Verwijderd]

De snelheid van de proc is niet waar het in eerste instantie om gaat maar het lage stroomverbruik bij een hoge snelheid. Dit is ontzettend interessant als je kijkt wat een proc nu al niet vraagt is het niet handig, denk bijvoorbeeld aan een 1 GHz laptop die vreet echt batterijen maar als je het zo zou uitvoeren zou ie dus 35 % langer moeten mee kunnen dat betekend dus dat is ipv 2 uur 2,5 uur zou mee kunnen in het meest positieve geval is toch wel leuker en handiger ik vind zo'n technologie wel zeker een vooruitgang

[Verwijderd]

Het kopje zegt wel dat chips 35% sneller zullen worden, maar ik vind dat wel een beetje misleidend hoor. In de tekst wordt gezegd dat ze 35% efficienter worden en dus minder stroom verbruiken en minder warm worden.

Als resultaat zal die zelfde chip dan wel sneller kunnen lopen, maar waarop is die 35% sneller gebaseerd? Volgens deze logica kan mijn huidig CPU dus ook 50% sneller draaien als ik de temp met 50% verlaag??

[Verwijderd]

En ze passen bij IBM wel even op dat ze de atoompjes niet té ver uitrekken?

(ofwel: splitsen).

Misschien ook een idee, heeft je computer meteen z'n eigen krachtbron

[Liam]

1)
Pentium = 5x86
Pentium II = 6x86
Pentium III = 6x86
Pentium IV = Netburst (7x86 zou je het kunnen zien)
AMD K5 = 5x86
AMD k6 = 6x86
AMD K7 = 7x86 ( dat zijn athlon en zijn vriendjes)
Oftewel, de PIV is niet echt meer een 7x86 en AMD zijn Athlon is een 7de generatie CPU, oftewel 7x86.
Waarbij het eerste cijfer de generatie aangeeft, en het tweede de architectuur --> 7x86.
Een Itanuim is dus geen 8x86!! Maar een Itanium, omdat het een itanium achitechtuur heeft.....
dat mag ff helder zijn.
2) IBM is (naar mijn idee) het beste bedrijf qua research en geld erin steken (daar wordt veel geld in gestoken..) IBM vind elke keer opnieuw wel technologische dingen die "grote" sprongen mogelijk maken.
3) De wet van Moore, heeft het inderdaad niet over HOE de cpu zijn snelheid behaalt, alleen maar DAT hij over 1,5 jaar 2x zo snel is............

[CTVirus]

wacht es \

de k5 en de k6 zijn alletwee 5x86 en de athlon is de 6x86 (en volgens my kan je de athlon 4 ook bestemplelen als 6x86)