Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 80 reacties
Bron: News.com

Onderzoekers van IBM en het Georgia Institute of Technology zijn er samen in geslaagd om transistors op een frequentie van 500GHz te laten schakelen. Hiervoor moest een chip met behulp van vloeibaar helium worden afgekoeld naar -269 graden - nog maar net boven het absolute nulpunt - want bij kamertemperatuur was 'slechts' 300 ŗ 350GHz mogelijk. Het gaat hier helaas niet over een chip die iets nuttigs kan doen, maar een circuit dat van de grond af aan is opgebouwd om het snelheidsrecord mee te breken. Een volledige processor op deze snelheid is hiermee wellicht een klein stapje dichterbij gekomen, maar niet veel: de tijd dat de maximale kloksnelheid van een core beperkt werd door zijn transistors is allang voorbij. Andere problemen zoals vertragingen in de onderlinge verbindingen tussen de schakelaars en het stroomverbruik vormen veel belangrijkere beperkingen bij het opschalen. Miljarden transistors tegelijk maken met fatsoenlijke yields is verder ook nog heel wat anders dan ťťn prototype in elkaar knutselen.

Wetenschapper met vloeibaar heliumHet doel van het project was dan ook meer om ervaring op te doen met verschillende nieuwe technieken en ideeŽn dan om iets bruikbaars te bouwen: de theoretici verwachten dat met wat meer werk de 1THz gehaald kan worden, oftewel een biljoen schakelingen per seconde. Concrete toepassingen voor dit soort snelle transistors zijn in eerste instantie geen processors maar radiozenders, bijvoorbeeld voor de 60GHz-band. Het vorige record stond overigens ook op naam van IBM: in november 2002 werd de 350GHz voor de eerste keer bereikt, toen waarschijnlijk nog niet op kamertemperatuur.

Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (80)

Hoe warm zou die chip nu zijn? Bij -269 graden Celcius zullen de elektronen ook niet echt snel meer bewegen.
Maakt dat veel uit, de temperatuur voor elektronen? :? (Ben niet zo natuurkundig aangelegd)
Maakt dat veel uit, de temperatuur voor elektronen? (Ben niet zo natuurkundig aangelegd)
Voor electronen niet zo, alleen zullen bij dergelijke temperaturen electronen veel minder weerstand ondervinden. Hoe dichter je bij het absolute nulpunt komt ( - 273 graden celcius, of 0 kelvin) hoe meer het matriaal supergeleidende capaciteiten krijgt. De heilige graal is op dit moment ook een metaal te ontwikkelen dat bij kamertempertuur (of dicht er bij om practisch te zijn) supergeleidend is.

In satelieten gebruiken ze al supergeleiders, maar dat is in het vacuum van de ruimte wat makkelijker dan op aarde. ( space = cold, behalve in direct zonlicht )
Niet helemaal juist: een metaal is ůf wel, ůf niet supergeleidend bij temperatur X. Er is een omslagpunt, het gaat niet geleidelijk.
@ Creepje & Imagine:
Het gaat hier niet om de snelheid waarmee de elektronen veertbewegen, maar om de snelheid waarmee een verandering wordt voortgeplant; die is constant, nl: de lichtsnelheid (3*10^8 m/s)
Toch wel een beetje juist. Het is geen omslagpunt maar wel degelijk een traject. De bandbreedte van dit traject is wel erg smal, vaak maar enkele tientallen mK.

Dit traject wordt bijvoorbeeld gebruikt om zeer gevoelige weerstandsthermometers te maken die bij erg lage temperaturen dienst doen voor rŲntgenspectrometrie.
De ruimte is niet koud :o Er is gewoon heel weinig materie in het vacuum van de ruimte, zodat er bijna geen overdracht van warmte plaatsvind. Als je een kopje hete soep in de ruimte laat rondvliegen en je pakt het een dag later weer terug, dan is het nog steeds lekker warm. Zelfde geld voor een fris pilsje (behalve dan dat dat juist lekker koud blijft :9)
*kuch kuch* straling :)
Gingen vloeistoffen niet koken in een vacuum? of iig het kookpunt ging omlaag ;)
Dat zou mooi zijn zeg... dat betekent dan dus dat de zon energie kan toevoegen (een ruimtestation wordt warm) en dat deze dan niet afkoelt?
Het gaat hier niet om de snelheid waarmee de elektronen veertbewegen, maar om de snelheid waarmee een verandering wordt voortgeplant; die is constant, nl: de lichtsnelheid (3*10^8 m/s)
De snelheid waarmee verandering wordt aangebracht door elektriciteit is afhankelijk van het materiaal waardoor deze vloeit: voor een typische geleider is dit ongeveer 2/3 van de lichtsnelheid. link
Dat klopt
Want bij een lagere druk heb je minder energie nodig om te verdampen, daarom kook je water bovenop de mount everest al bij 80 graden :) Best humor opzich :)
Toch wel namelijk door zelf infaroodstraling te gaan "zenden"
Elk object verliest warmte via infrarood straling, hoe warmer 't object hoe groter 't warmte verlies.
bijna goed, het kookpunt ligt lager, dus je hebt minder energie nodig om het water tot het kookpunt te brengen. De hoeveelheid energie die je nodig hebt om een bepaalde hoeveelheid water (aantal moleculen) te laten verdampen is constant
Electronen bewegen op kamertemperatuur in een koperen draad zelfs al op een hele lage snelheid, ongeveer even snel als mensen lopen. Electriciteit beweegt zich echter in die situatie wel met de lichtsnelheid.

Je kunt het je enigszins voorstellen als een slang geheel gevuld met knikkers. Als je aan 1 kant een knikker erbij stopt valt er aan het eind op hetzelfde moment een knikker uit. Hoewel de afzondrlijke knikkers zich langzaam door de slang bewegen, is er meteen resultaat aan t eind van de slang.
Dat zeg je niet helemaal goed hoor ;) Elektronen bewegen in een draad WEL met de lichtsnelheid of iets in die buurt ;) Maar dat zijn heel warrige willekeurige bewegingen. De "driftsnelheid" zoals die wordt genoemd is de afstand die de elektronen netto in de goede richting gaan (tegengestelde richting van de stroom), dit is inderdaad vrij traag.
uhm.. bronnen graag.

Het lijkt me niet dat electronen met de snelheid van het licht bewegen. Gezien de relatief grote massa van een elektron is dat niet haalbaar.
De elektronen bewegen zich idd niet met de lichtsnelheid. Het is echter het effect wat je creeert met een stroompuls die van belang is, en dat effect is aan het andere einde met nagenoeg de lichtsnelheid aanwezig.

Effect is dan, stroompuls in = stroompuls uit.

Dat het niet hetzelfde elektron is dat het gemeten effect veroorzaakt is niet van belang.


****Verder boel veel off-topic
Euhm, ik denk dat je heel erg slecht geÔnformeerd bent, klaasvaag.

Een elektron heeft een heel _kleine_ massa. De kinetische energie van een elektron aan de lichtnslheid is: 0.4 * 10^-19 Joule.

Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/Electron
The speed of an electron can approach, but never reach c (the speed of light in a vacuum).
Electronen bewegen zich wel met de lichtsnelheid voort, maar door dat zij continu botsen met atomen is de gemiddelde snelheid (ook wel drifsnelheid) dat het electron heeft ten opzichte van een draad bijvoorbeeld erg laag. Ergens rond een paar tiende millimeter per seconde.
Electronen bewegen zich wel met de lichtsnelheid voort
Lekker offtopic, maar alles voor de wetenschap! :+
Elektronen hebben massa en kunnen zich dus niet aan de lichtsnelheid bewegen. Om dat te doen zou immers een oneindige hoeveelheid energie nodig zijn: het impulsmoment wordt nl oneindig groot:

p = y*m*v
...en y gaat naar oneindig wanneer de snelheid in de buurt komt van c.
wikipedia: special relativity
Euhm, ik denk dat je heel erg slecht geÔnformeerd bent, klaasvaag
Ik denk dat het wel meevalt. Tuurlijk hebben electronen een zeer kleine massa, maar in vergelijking met een foton is het nogal groot.
Elektronen hebben massa en kunnen zich dus niet aan de lichtsnelheid bewegen. Om dat te doen zou immers een oneindige hoeveelheid energie nodig zijn: het impulsmoment wordt nl oneindig groot
en dat is dus wat ik probeerde te zeggen.
maw de knikker aan het begin beweegt met 1 knmikker per seconde( bijvoorbeeld) en aan het eind ook. . alle tussenliggende knikkers bewegen zich ook met die zelfde snelheid. de snelheid van de knikker en electriciteit en elektronen is dus hetzelfde. alleen kun je dan zeggen dat het effect van de energie over een hele lange aftand op hetzelfde moment merkbaar is. bij knikkers die precies in de buis passen is dat exact hetzelfde moment, maar hoemeer knikkers, ho meer energie je erin moet stoppen om er 1 knikker uit te krijgen. die extra energie gaat zitten in de wrijving, en wordt dus omgezet in warmte.
Je hebt in elk geval niet meer zo snel last van electromigratie :Y)

Ik las op theinq dat ze wel gebruik maken van een ander soort transistor.
elektronen snelheid en temperatuur zijn nagenoeg 2 los staande dingen, temperatuur is de beweging van atomen onderling maar zegt absoluut niks over subatomair niveau.

Als elektronen wel langzamer zouden gaan was er een groot probleem namelijk, de baan van de elektronen om de kern zou dan steeds kleiner worden totdat de elektronen met de kern zouden botsen wat zou resulteren in een atoom met 1 proton minder en een neutron erbij. Dit kan dus praktisch nooit gebeuren. Zelfs bij enkele nanokelvin niet.
Ik ben eigenlijk wel erg benieuwd hoe ze die schakeling aansturen en hoe ze 500GHz kunnen meten...
500 GHz is een lastig gebied; frequenties zijn net geen microgolfstraling, en net geen licht. Je kunt dus niet meer werken met coaxkabels, golfpijpen, schakelaars, condensatoren en andere electronische constructies, maar lenzen, spiegels en andere optische constructies werken ook nog niet helemaal volgens 't boekje.

Anyway, d'r zijn wel trucs om 500GHz te meten: een van de trucs was dat je 2 microgolfdiodes pakt, die je met elkaar 'beat', waarbij je het eindproduct (ergens in de lage GHz-range) zwaar filtert, en dat dan door een setje multipliers heen duwt. Door die frequentie met je te meten frequentie te mixen, krijg je vervolgens een signaal met een frequentie ergens in het microgolfgebied, wat je 'gewoon' in een frequentieteller kunt steken.
Wat dacht je van een paar klokdelers achter elkaar te zetten? Bijv met een factor 8192 en dan lang genoeg draaien en meten met een <100 MHz meetapparaat zodat je vrij zeker bent dat ie niet een telling miste.
(just my idea)
Met een high speed cam. :)

Het schakelen (aansturen) zal de chip zelf doen, met een soort terugkoppeling. Maar het uiteindelijk meten zal wel berekend worden (stroomverbruik, magnetische straling,...)
Hoe lager de temperatuur, des te lager de weerstand. Dus volgens mij is het alleen beter (of is het juist omgekeerd :? )
Inderdaad, metalen hebben de eigenschap dat de weerstand evenredig hoger wordt naar mate de temperatuur stijgt, als je de chip dus stevig koelt zal het geheel beter geleiden, en waarschijnlijk dus beter klokken op een lager voltage. (Al zat dit laatste toch weinig van belang zijn voor de heren van IBM ;))
Al zat dit laatste toch weinig van belang zijn voor de heren van IBM
Nou, vergeet niet dat AMD z'n CPU's ontwikkeld met IBM :)

en: in de xbox360 zit een tri-core IBM powerpc cpu, in de PS3 komt de cell, die sony samen met IBM heeft ontwikkeld, Nintendo's Gamecube en Wii draaien ook op een PowerPC, EN IBM produceeert zelf ook nog behoorlijk wat powerpc's voor hun mainframe's en andere pittige server/cluster/grid/supercomputing platformen.
Per metaal is het verschillend. Er zijn zelfs metalen die hier geen last van hebben, zoals Constatijn, maar die hebben dan weer last van een grotere soortelijke weerstand.
Het is constantaan: een legering van koper (54%), nikkel (45%) en mangaan (1%)
En daarbij is constantaan wel gevoelig voor temperatuur: het is alleen een lineaire temperatuurscoŽfficient wat betekent dat de weerstand lineair afneemt naarmate de temperatuur daalt.

Edit: bij de meeste andere metalen is dit namelijk niet zo.
het is geen metaal maar een legering
Bij halfgeleiders gaat dat echter niet op, silicium is bij zulke temperaturen bijvoorbeeld een isolator.

De weerstand van ene materiaal wordt namelijk door meerdere effecten veroorzaakt. Een aantal belangrijke zijn het aantal vrije ladingsdragers (verzorgen de geleiding), de snelheid van die landingdragers en de beweginsvrijheid (tijd tussen botsingen met atomen) van de ladingsdragers.

Het aantal vrije ladingsdragers neemt normaliter af met een dalende temperatuur. In de buurt van de 0 K is het aantal vrij ladingsdragers bij de meeste halfgeleiders dan ook zo goed als nul. De weerstand wordt dan dus hoger. Bij metalen heeft dit geen invloed omdat daar het aantal vrij ladinsdragers zo goed als temperatuurafhankelijk is.

De snelheid van de elektronen neemt zowel bij metalen als halfgeleiders af.

Het aantal botsingen neemt doordat de atomen minder trillen af, waardoor de bewegelijkheid toe neemt.

Welk van de laatste 2 effecten overheerst bepaald of van een metaal de weerstand bij hogere temperatuur toe of afneemt. Bij halfgeleiders is dat door het 1e effect nog wat complexer.

Kortom ze zullen wel een materiaal (SiGe dus) gebruikt hebben dat bij de temperatuur nog wat zinnigs kan doen.
Ik vind dat de vergelijking met processoren hier een beetje misplaats is. Dat is appels met peren vergelijken. Hier gaat het puur om halen van een maximum schakelsnelheid van een transistor. (er bestaan nog andere dingen dan processoren die bestaan uit transistoren ook hoor).
Dit experiment heeft eerder te maken met radioverbindingen en dergelijke. Men kan nu al op 60Ghz zenden, waar men met een processor nog geen 10de van deze snelheid haalt.

Dan moet je nog rekening houden met de harmonischen, deze moet je in een processor tot een bepaalde mate ook doorlaten. Dus komt je klokfrequentie altijd veel lager dan de maximale schakelfrequentie van je transistor

[edit]
Ik heb het brontopic eens doorlezen, en daar spreekt men niet over het gebruiken van die frequenties in een procesoor, men vergelijk enkel dat de behaalde 500Ghz veel vlugger is dan wat er in een pc gebruikt wordt.
Geloof er niks van, laat eerst maar eens CPU-Z verified screenshotje zien!

Genoeg gegrapt, 1 transistor op 500 Ghz? (sommige mensen hadden het over mhz ;))
En dat terwijl een cpu uit miljoenen van die dingen bestaan.
Wat heeft het dan voor nut 1 transistor op zo'n snelheid te laten draaien.
Nu heeft dat nog geen nut, maar als ze hier een nieuw soort transistor testen, reken er dan maar op dat AMD en IBM over 5 jaar met een nieuwe processor komen waar deze techniek in zit.
Wat voor nut heeft het om een auto met 300 KM/H door een woestijn te laten stuiven?

Records breken, aantonen dat het mogelijk is...

-R-
Records breken, aantonen dat het mogelijk is...
en technologie ontwikkelen die later in meer mainstream toepassingen beschikbaar zullen komen.

Een leuk voorbeeld is de magnetron, die ontwikkeld is voor de ruimtevaart initieel. Nu wordt die in bijna ieder huishouden wel gebruikt, en ze gebruiken dezelfde techniek ook in de industrie, voorbeeld sintering processen.
wat hun kunnen kan een ander ook.

Als je een proc maakt ter grootte van een huis, kan je hem al op kamer temperatuur op 500 ghz lopen ;)
Het gaat hier helaas niet over een chip die iets nuttigs kan doen, maar een circuit dat van de grond af aan is opgebouwd om het snelheidsrecord mee te breken
Dus ik denk niet dat CPU-Z op die processor zou draaien, laat staan dat CPU-Z die processor herkent.
Waar staan de SuperPi en PiFast scores? :+
Zo ver ik uit het artikel kan opmaken is het helemaal geen CPU. Ze hebben alleen een chip op die snelheid laten werken.
*AMD heeft idee
*1 week later
AMD slaat terug met Athlon FX870 Quad core (500Ghz) :+

Maar goed. Vraag me nog steeds af waarom ze records proberen te bereiken terwijl je er verder toch niks mee kunt. Wel leuk gedaan natuurlijk.
Wat dacht je van opgedane ervaring???
Het doel van het project was dan ook meer om ervaring op te doen met verschillende nieuwe technieken en ideeŽn dan om iets bruikbaars te bouwen
Er is dus toch wel een doel? Alleen is dit doel nog wat vaag :)
wat is er vaag aan ervaring opdoen met iets nieuws??? waar toch een redelijk snelle schakeling uit voort is gekomen :?
Er bekruipt me een gevoel op dat ik toch ff moet wachten met die conroe ;)
Heb zomaar het idee dat HT 3 dan ookniet meer voldoende is ;) nice wish though :+
Als ze uiteindelijk van plan zijn iets te maken op deze snelheid, en kloksnelheid betekend dan nog steeds dat alles op dezelfde moment schakelt, dan zal het toch een zeer kleine processor moeten zijn --> 0.6 mm is de afstand (met de lichtsnelheid) die afgelegd wordt per klokslag op 500ghz als ik nog goed kan rekenen.

0,000000000002 (tijd per klokslag)
* 300.000 (lichtsnelheid)
----------------------------------------
0,0000006 (afstand in kilometer)
0.06 (afstand in centimeter)
Je hoeft echt niet de hele chip in dezelfde "tijdzone" te houden. Dat is nu al niet het geval meer in de huidige P4 generatie chips. Dat is ook 1 van de reden van de pipelines...
De pipelines in de P4 hebben *absoluut* niets te maken de lichtsnelheid.

Een P4 of eender welk ander stuk synchrone chip heeft nog altijd een klok die, in theorie, overal het zelfde is.
In de praktijk is er over heel de chip een zogenaamde 'clock skew' van, pakweg, 100ps, maar dat is omdat je nu eenmaal geen perfect gebalanceerde clock tree kan maken. Maar bij het ontwerpen neemt elke designer automatisch aan dat alle logica wel in dezelfde 'tijdzone' opereert.

Pipelines dienen om de kritistische paden van een berekening op te splitsen in afzonderlijke stukken die elk in minder tijd berekend kunnen worden.

Het is wel zo dat er in de P4 pipeline stages zijn die enkel dienen om signalen van de ene naar de andere kant van de chip te krijgen, maar dat heeft niets te maken met de lichtsnelheid: met een snelheid van 3GHz kan je in 1 klok nog steeds 10 cm afleggen. Geen probleem dus voor een chip met afmetingen van 2 cm.

De limiterende factor is de RC eigenschappen van de metaalbaantjes: kleinere afmetingen geven grotere weerstand en grotere capaciteit. Dit effect is vele orde groottes belangrijker dan de lichtsnelheid.
Electrische stroom gaat niet met de lichtsnelheid, aangezien de elektronen zich een weg moeten banen door de moleculen.
Elektrische stroom plant zich voort met de lichtsnelheid, maar elektronen bewegen niet met de lichtsnelheid.
Een mooi voorbeeld is het volgende van Negative-1 een stuk omhoog:
Je kunt het je enigszins voorstellen als een slang geheel gevuld met knikkers. Als je aan 1 kant een knikker erbij stopt valt er aan het eind op hetzelfde moment een knikker uit. Hoewel de afzondrlijke knikkers zich langzaam door de slang bewegen, is er meteen resultaat aan t eind van de slang.
jij rekent in mm... waar componenten, en dan al heel zeker dit soort toestanden in nm's denkt.
1mm == 10-3 waar 1nm == 10-9
De dikte van de baantjes wordt in nanometer gerekend, ja.

Maar Breen heeft het over de afstand tussen clock en de verstafgelegen component, dan hebben we het wel over millimeters of toch over tientallen micrometers.
Als ze even niet uitkijken en de 0 Kelvin halen (-273,3?) wordt er niets meer geleid! Dan valt je transistor weer uit elkaar! Dure grap wordt het dan!

Ter info: op het absolute nulpunt houden alle trillingen op waardoor er ook geen bindingen meer stand houden. Cohesie verdwenen ==> binding verdwenen ==> samenhang naar de vaantjes! Alles valt uit elkaar!

Vandaar dat dit een theoretische waarde is die nooit te bereiken is, dan valt er namelijk ook niet meer te meten daar je meetapparatuur uit elkaar kan vallen! Zit je daar met een berg stof!
is dit ooit bewezen in de praktijk?

als de "cohesie" in de atomen uiteenvalt, wordt het dan een andere stof? welke stof dan?
Betekend dit ook niet dat het absolute nulpunt nooit gehaald kan worden omdat de koelvloeistof niet meer bestaat?
Dus dat je je eigen transistor nooit zou kunnen vernietigen op deze manier? :7
hoe wil je zulke hoge schakelingen eigenlijk meten? lijkt me niet dat je veel scopes hebt die 500ghz halen
http://www.valuetronics.c...1107&Model=Tektronix_2782

Plus een setje externe downconverters/mixers. Prijzig spul allemaal.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True