IBM ontwikkelt 's werelds snelste transistor

Vandaag kondigt IBM aan 's werelds snelste transistor op silicium-basis te hebben ontwikkeld, aldus C|Net. IBM heeft haar silicium-germanium chip-fabricage technologie verbeterd, zodat dunnere transistors geproduceerd kunnen worden, die sneller zijn en daarbij minder vermogen verbruiken dan anderen. De nieuwe transistor kan op 210GHz werken bij een stroomsterkte van slechts 1 mA, oftewel 80% sneller dan de huidige technologie, terwijl het benodigde vermogen is gehalveerd:

IBM said the technique should pave the way for networking chips that can run at 80GHz, or twice as fast as today's fastest silicon-based chips. If successful, IBM could help chip designers avoid having to move more of their processors to more exotic materials such as gallium arsenide or indium phosphide.

[...] IBM has been a leader in blending germanium and silicon atoms to produce a material that conducts electricity more efficiently than pure silicon. Though IBM has been working with silicon-germanium for about a decade, the latest advance allows the company to make transistors--the building blocks of chips--that are only 100 atoms to 200 atoms thick at the base.

[...] The first chips to use the new technology will likely be networking chips that help guide data on and off of high-speed fiber-optic lines. When operated at lower power levels, the chips could also find their way into cell phones, particularly for radio components, analysts said.

Reacties (59)

[Verwijderd]

Moet dat niet 2,10 Ghz zijn? 210 Ghz is niet ' 80% sneller dan de huidige technologie'!

[Verwijderd]

Het feit dat de transistors op 210Ghz werken, wil niet zeggen dat de totale processor op 210 Ghz 'werkt'. Het verwerken van een enkele instructie is een samenspel van vele transistors. De klok van bijboorbeeld 2Ghz wordt gebruikt als synchronisatiemoment om de verwerking van instructies te starten.

Wel is deze transistor 80% sneller dan zijn voorgangers. De totale verwerkingssnelheid gaat dus omhoog. Niet perse met 80% omdat de tijd die de electronen nodig hebben om van transistor naar transistor te stromen hetzelfde blijft. Daarvoor zijn weer smallere en kortere banen nodig (0,13 micron en in de toekomst nog lager). Onder de streep kan de klokfrequentie in ieder geval weer een tikkie hoger.

Daarnaast is het verbruikte vermogen lager en hij produceert dus veel minder warmte en zoals de OC'ers weten, hoe minder warmte, hoe sneller de processor kan tikken. Deze factor is veel belangrijker, de snelheid in huis tuin en keukenpc's is meer beperkt door de warmte dan door de 'snelheid van de transistoren'

edit:
No-problemo Louis-Paul

[Verwijderd]

Jongens het gaat wel om transistors en niet over CPU frequentie's. De huidige transistors zijn ook al 110+GHz.

Ook kondigt IBM ze vandaag pas aan terwijl een 2Ghz P4 al in zicht is.
ff uit elkaar houden dus.

edit:
Sorry ik zag niet dat Lex in deze thread gepost had.

[Gizz]

Ik vind het ook vaag

[Verwijderd]

Ik vind het ook vaag
ik vind het ook traag

[GarBaGe]

Dit is ruim 10x zo snel als Intel met hun 2 atomen (0.02 micron) voor mekaar heeft gekregen. Het einde van de maximum snelheid is er dus nog niet. Zelf niet bij transistors te grootte van 2 atomen...
Dit maakt de weg vrij voor 10GigaBit netwerken en 100GigaBit netwerken...

[Molybdenum]

0.02 micron is 20 nm en dat is wel meer dan 2 atomen. eerder 171 atomen.
de atoomstraal van Si is 117*10^-12 m, oftewel 0.117 nm. (Binas, tab. 39A)

maar goed.

mooi dat de overstap naar Si-Ge halfgeleiders duidelijker begint te worden!

dan kunnen indium-fosfide (In-P) en gallium-arsenide (Ga-As) nog even op de plank blijven liggen! vooral de laatstgenoemde kan nogal tot problemen leiden vanwege het arseen dat er in zit. (milieugroeperingen en iso-normen etc.)

even voor de mensen die al verlekkerd over hun koetjes beginnen: met deze transistors, die individueel 210 GHz halen, maak je nog geen processors die ook op 210 GHz lopen! de kloksnelheid van de proc. ligt altijd lager dan die van de individuele transistor!

(edit: typo)

[boner]

...gallium-arsenide (Ga-As) nog even op de plank blijven liggen! vooral de laatstgenoemde kan nogal tot problemen leiden vanwege het arseen dat er in zit. (milieugroeperingen en iso-normen etc.)

Arseen in Ga-As en de onwetende populistische milieu groeperingen. Laten ze het maar niet horen. Straks komen ze ook nog op het idee om zout te verbieden, er zitten immers het uiterst giftige Chloor in.

* 786562 boner

[Verwijderd]

Niet te snel. Bij de productie Ga-As heb je wel degelijk grote hoeveelheden erg giftige gassen nodig en het milieu-aspect is wel degelijk belangrijk.

In Nijmegen ligt bij Philips genoeg arsine gas opgeslagen om een hele wijk uit te roeien.

[Fauna]

ff opletten he!
In 'gewoon' keukenzout zit géén chloor!!!
het is Na+Cl-, dus het zijn ionen en geen atomen, dus keukenzout is geen Natrium en Cloor, maar Natrium-ionen en Chloride-ionen. Deze zijn niet giftig!(Chloride-ionen kunnen niet op zichzelf bestaan, dus het kan om 2 redenen niet.)
Kunnen die milieu groeperingen toch hun kop houden!

[Molybdenum]

Ik ben het helemaal met je eens Boner. Vaak is men zo kortzichtig en gaat men al schreeuwen als het woord arseen valt, maar inderdaad zoals Fetherlite zegt, bij de productie gaat men uit van arsine (AsH₃) wat in de eerste wereldoorlog een strijdgas was.

In het geval van Ga-In, kan men gaan zeuren over Indium. Dat zou je namelijk als een zwaar metaal kunnen classificeren. (Wel grappig, ik heb wel eens een stukje indium in mijn handen gehad: je kan het kneden!).

[wzzrd]

Het is helemaal niet interessant om 10 of 100 Gb netwerken te maken op andere plaatsen dan in de internet-backbone.
Als je het volle potentieel van een 1 Gb netwerkkaart wilt gebruiken voor communicatie van één pc naar één andere pc, kun je dat al alleen doen door eerst een ram-disk te maken en dan je data over te pompen. Anders kan je hdd het niet eens snel genoeg doorgeven. En dan hebben we het alleen nog maar over _1_ Gb

[Jasper Janssen]

wel eens gehoord van PCI-X? 2 keer zo snel als 64 bit/66 MHz PCI, dus 8 keer zo snel als gewoon pci.

[Verwijderd]

WAAR SLAAT DAT NOU WEER OP!!

een AGP-Slot is voor videokaarten zegt de naam ook (Accelerated Graphics Port).
Het is geen slecht idee maar dan moet je niet zeggen "misschien een agp netwerkkaartje?".
Ze zouden misschien gewoon een nieuw soort poort moeten ontwikkelen (sneller vooral).

[paella]

Voor de tekstverwekende medeburger is dat niet meer interessant lijkt me. De Excel-lerende variant heeft er natuurlijk wel een beetje baat bij.

[Verwijderd]

[b-tje O.T.]
Als ik zo naar de systeemeisen van de nieuwere officeproducten kijk, zie ik die anders ook elke keer om hoog schieten, ik verw8 dat er, als deze techniek voor de consument beschikbaar wordt, genoeg software is voor de normale gebruiker die van deze snelheden gebruik maakt.
[/b-tje O.T.]

[ErectionJackson]

Ja, ik denk dat je dan ook rekening moet houden met games. Want die worden steeds realistischer en als je op een gegeven moment een game hebt die eruit ziet als een Auto-simulator bij de politie, dan heb je echt wel een flinke bak nodig.

Deze transistors kun je ook gebruiken bij videokaarten e.d. neem ik aan?

[yodax]

Deze techniek zal waarschijnlijk niet worden toegepast in de personal computers, want zoals het stukje zegt:

The first chips to use the new technology will likely be networking chips that help guide data on and off of high-speed fiber-optic lines.

Lijkt mij ook logisch want de data die door de huidige fiberoptsche lijnen heen gaat is ook van die orde dat een gewone PC die niet allemaal kan verwerken.
Er zijn ook al bedrijven die dit switchen optisch doen zodat er geen chips meer nodig zijn.

[picobyte]

Voeg daaraan nog toe dat 1mA per transistor voor een CPU nogal veel is !
Reken maar effe twee miljoen transistortjes maal een milli Ampere en anderhalf volt.
Da's drie KiloWatt!, iets te heet dus voor een vierkante centimeter

Ohja, dat verhaal geldt natuurlijk alleen voor die 210Ghz.
Met 20Ghz zal het waarschijnlijk slechts om enkele microAmperes gaan

[Verwijderd]

Jullie denken ook alleen maar aan jullie CPU he.

Torretjes zitten overal in en dus je hele kompjoeter word sneller. Maar PDA's en GSM en al dat spul zal dan ook wel sneller worden en langer meegaan omdat het minder stroom trekt.
Maar 80% is toch wel opmerkelijk.

En Germanium word al veel langer gebruikt in de halfgeleider wereld, alleen word Silicium meer gebruikt. (Zal wel goedkoper zijn)

En ze zijn er al meer dan 10 jaar mee bezig dus zal het wel niet zo makkelijk zijn. Misschien is het wel zo duur dat het voor massaproduktie niet aantrekkelijk is. Het is zeker een bewijs dat die wereld ontzettend veel aan research doet om maar bij te blijven aan de wet van Moore. Mooie ontwikkelingen zou ik zo zeggen.

Maar als je slim bent dan investeer je nu wel in Germanium want dat kon nu wel eens flink duurder gaan worden over een poosje.

[Ortep]

Germanium werd als eerste gebruikt in transistoren. Een van de enorme nadelen is dat het boven de 70 graden echt het loodje legt. Een silicium transistor kan je gewoon solderen. Die mag ver boven de 100 graden komen. Bij een germanium transistor moet je met een tangetje de pootjes vasthouden anders is hij door de warmte al kapot voor hij vast zit.

[Verwijderd]

Aha, altijd handig om te weten.

Maar als het een mix is van Si en Ge dan zal't toch wel meevallen? Juist daarom dat ze die mix gebruiken. En zal die drempelspanning ook wel een gemiddelde van die twee zijn. (Klinkt dat logisch?)
Dus als het 50/50 is dan een drempelspanning van 0.4V.

Maar moet er niet aan denken als je CPU net ff iets te hard stookt en dattie dan in rook opgaat. Dan moet je wel standaard waterkoeling in je case hebben anders gaat het fout.

edit:
* 786562 wouter

[Verwijderd]

Is dat niet veel; 1 mA per transistor? Wetende dat er miljoenen op een core zitten, dan zit je toch al gauw in de Duizenden Amperes...

Of zie ik dat verkeeerd?

[Ralph Smeets]

Normaal gesproken heb je alleen het vermogen nodig om de transistor van geleiding naar niet-geleiding of visa verso te schakelen.

Daarnaast, zitten de transistors zoals Judaz zegt, soms in serie en werken ze nooit allemaal tegelijk.

Ook het feit dat deze transistor op 210Ghz kan schakelen en dat hij om op 210Ghz 'maar' 1mA nodig heeft om te schakelen, betekent nog niet dat hij 1mA gaat gebruiken.

Om 'n 2Ghz CPU te maken heb je geen 210Ghz transistors nodig. Daar het benodigde vermogen kwadratisch met de snelheid afneemt, kom je uit op zo ongeveer 1 micro ampere per transistor....

Netwerk chips waarvoor deze transistors bedoeld zijn, gaan op 80Ghz lopen. En in die netwerk chips zitten 'simpele' maar ontzettend snelle cpu's.

[Verwijderd]

Dat is maar ten dele waar. Een van de basiseigenschappen van computers is het binaire karakter. Er wordt gewerkt met nullen en enen. Een transistor is een zeer veelzijdig stukje electronica met byzondere fysieke eigenschappen. Binnen de huidige processoren wordt echter alleen gebruik gemaakt van de binaire eigenschappen als schakelaar. De uitgangsspanning is aan of uit, en niet een beetje aan of uit. In een analoge processor zou dit heel anders zijn, daar wordt de transistor als versterker gebruikt en kan hij wel degelijk een beetje aan of een beetje uit zijn.

Door de andere materialen in de schakelaar is de definitie van 'aan' wel veranderd: bij een lager voltage kan de processor ondubbelzinnig spreken van aan of uit.

Een enkele schakeling van een transistor zal dus toch het volle amperage nodig hebben. Het vermogen is dan de hoeveelheid stroom maal het voltage maal de tijdsduur gedurende welke de transistor stroom gebruikt. Een lager voltage vermindert het opgenomen vermogen en een kortere schakeltijd eveneens.

De totale geproduceerde warmte wordt dus bepaald door het aantal transistors wat binnen een gegeven tijdseenheid schakelt en het voltage. Daarnaast is er ook nog warmteproductie door interne weerstand omdat de verbindingen tussen de transistoren ook niet supergeleidend zijn.

Hoe meer schakelingen per seconde, hoe meer warmte, waarbij door een hogere noodzakelijke spanning dit hard oploopt. Daar ligt de beperking van processoren en dit is de reden dat koeling helpt een hogere snelheid te bereiken en dat een processor die 'niets' doet koeler blijft dan een processor die koetjes doet.

Huidige processoren verbruiken soms tientallen Watts per uur. Bij lage core voltage's zijn dat gemiddeld tientallen ampere's die door de processor vloeien. Het aantal amperes geeft aan hoeveel transistoren tegelijk aan het schakelen zijn. Bijvoorbeeld bij een stroom van 10 ampere en transistoren die 0.1 ampere gebruiken tijdens het schakelen, zijn er dan dus 10.000 gelijktijdig actief. Wel wordt deze actieve rol miljarden keren per seconde overgedragen aan andere transistoren. Met zoveel activiteit staan die koelblokken en fannetjes er dus niet voor niets op.

[Ralph Smeets]

Beste Lex,

als je goed bij halfgeleiderfysica had opgelet, dan weet je dat de snelheid van 'n MOSFet (en daar gaat het hier om) afhangt van z'n interne capaciteit (soort van condensator) als hij van de ene naar de andere toestand schakeld. Om 'n capaciteit te ontladen, moet je der electronen uit halen en om 'n capaciteit te laden, moet je der electronen in douwen.

Okay, even 'n stukje halfgeleiderfysica (sterk versimpeld):
'n MOSFet is 'n spanningsgestuurde transistor. Het kanaal van 'n MOSFet kan geleidender of minder geleidender worden gemaakt door de spanning op de junction te vergroten.
Om 'n MOSFet te schakelen is er geen stroom nodig. Echter de junction heeft 'n lichte capaciteit die ontladen of geladen moet worden om te schakelen. Hierdoor is er dus 'n kleine stroom nodig. De snelheid van het schakelen hangt af van de snelheid waarmee je de capaciteit kunt op- en ontladen.
De snelheid waarmee je 'n capaciteit kunt op- en ontladen is afhankelijk van de spanning en de weerstand van de rest van het circuit. M.a.w. : de stroom. En laat nu uiteraard de stroom 'n indicatie zijn voor het aantal electronen die een bepaalde richting op vloeien.

Daar de MOSFet moet worden geladen of geontladen tijdens het schakelen zijn er dus twee factoren die de snelheid van deze MOSFet bepalen:
1) het proces : hoe kleiner de MOSFet hoe lager z'n capaciteit en hoe sneller.
2) de stroom : hoe hoger de stroom, hoe sneller de MOSFet, hoe lager de stroom hoe langzamer de MOSFet.

[Verwijderd]

Beste Ralph ,

Je hebt uiteraard helemaal gelijk. Voor de eenvoud van de vergelijking heb ik ŽstroomŽ niet verder gedefinieerd als het laden/ontladen van electronen per tijdseenheid. Bij een processor wordt het schakelgedrag van de losse transistoren veel meer gestuuurd door de cascade van al die transistoren. Ze worden in principe allemaal op een gelijk spanningsniveau lees snelheid geschakeld. Het totale stroomverbruik wordt dus vooral bepaald door het aantal transistoren wat per seconde van toestand veranderd. Bij overklokken wordt het snel noodzakelijk om de schakelsnelheid te verhogen waarbij een hogere spanning helpt zoals je al aangeeft. Maar dat levert extra warmte.

edit:
Er was ook een processor op komst waar niet meer de hele processor synchroon zou hoeven te werken. Daar kan wel handig gebruik gemaakt worden van verschillende spanningen voor verschillende schakelsnelheden. Ik weet alleen ff niet meer wie daar mee bezig waren...
/edit

Als met deze nieuwe IBM vinding minder electronen nodig zijn en dus minder stroom, kunnen de electronen wat sneller in de ŽgatenŽ geschoten worden bij een gelijkblijvende totale warmtedissipatie. Over het geheel genomen dus een snellere processor bij een gelijke koellast.

* 786562 Lex

[Judaz]

Dat zie je verkeerd
1. Ze werken nooit allemaal tegelijk
2. Ze werken niet altijd op vol vermogen
3. Ze zijn vaak in serie geschakeld

[memphis]

Ik zie hier het woordje germanium, een halfgeleidersoort welke vroeger veel voor diodes en transistoren werd gebruikt. Een voordeel van dat materiaal is dat het maar een 0,2 Volt drempelspanning geeft tov. de 0.6 volt van silicium. Dit kan dus een voordeel zijn om de werkspanning van chips nog verder omlaag te brengen om warmte te verminderen.

Maar de combinatie silicium-germanium is mij onduidelijk wat voor drempelspanning dat geeft.

[wimwest]

Sorry maar ik heb een sterk vermoeden dat je deze transistors niet gauw in een cpu a la pentium zult terugvinden, daar zitten namelijk Mosfets in, deze ibm transistor lijkt mij een plain old basis/emitter/collector type, die zijn namelijk veel sneller dan Mosfets. Mosfets zullen eerder tegen snelheidsgrenzen aanlopen vanwege het feit dat het geleidings kanaal steeds korter moet worden voor hogere snelheden en de oxide laag steeds dunner. De randeffecten nemen echter behoorlijk toe bij het korter maken van het kanaal en bij dunner oxide. Vanwege dunner oxide moet de spanning ook naar beneden om doorslag te voorkomen.

Mosfets hebben echter een veel lager vermogensverbruik voor schakelen als normale transistors. Normale transistors zie je dus alleen daar waar hele snelle circuits nodig zijn, die niet al te groot zijn, bv GSM zender/ontvangers en netwerk circuits.

[Verwijderd]

er zijn de afgelopen tijd al zoveel van dit soort 'nieuwe technologieen geintroduceerd, laat ze het eerst maar eens bewijzen dat het echt werkt

[Verwijderd]

Deze technieken werken wel alleen het ombouwen van produktie machines kost tijd. Van aluminium naar koper. Vanaf 2002 gaat er ook SOI (sillicon on Isolator) gebruikt worden. Vergeet niet dat bij nieuwe technieken ook een aanpassing gedaan moet worden aan het ontwerp.

[0rbit]

Om dit nu bij elke nieuwe ontwikkeling weer serieus te gaan beweren vind ik een beetje onzinnig.

'Laat ze eerst maar eens bewijzen dat het echt werkt' - Zie de nieuwsposting; IBM maakt nieuwe transistor die werkt. (En ja dat kunnen ze echt wel hoor, kijken of ie werkt )

[beany]

duh, als dit allemaal zo doorgaat, dan zullen we op korte termijn naar de witgoed winkel moeten om een koelkast te halen. Waar moet je anders je PC neerzetten? Enne, die CV(centrale verwarming, niet wat je allemaal kan) kan je dan ook wel de deur uit schoppen. Allemaal in je bermuda broekje achter de PC!

[Horus]

Um, in de posting staat juist dat ie minder vermogen gebruikt dan de huidige technieken, dus ik zou je CV nog even laten staan

[lairnoc]

OMG

Dat zal ook wel geen goedkoop proces zijn om dat te maken. Dus reken maar (<= met je eigen cpu) hoeveel dat gaat kosten.

Maar het klinkt wel aantrekkelijk natuurlijk zo snel. Maar als jij 20 jaar geleden had geroepen dat er 1,4 Ghz cpu''s zouden zijn zouden ze je ook met ongeloof aangekeken hebben