'Fluor zorgt voor snellere chips'

Onderzoekers van de universiteit van Southampton hebben ontdekt dat een transistor veel sneller geschakeld kan worden als er een beetje fluor aan het gebruikte silicium wordt toegevoegd. Dankzij de vondst kunnen snelheden tot 110GHz behaald worden, wat een verdubbeling ten opzichte van de hedendaagse praktijk is. Tot dusverre was de snelste bipolaire transistor in staat om een snelheid van rond de 70GHz te bereiken. Voor geavanceerdere transistoren, zoals de heterojunction bipolar transistor, kunnen met exotischere legeringen wel al veel hogere snelheden behaald worden. De waarde van de vinding zit dan ook in de eenvoud ervan; de Britse vondst leent zich goed voor massaproductie en bestaande productieprocessen kunnen eenvoudig voor de toepassing ervan worden aangepast.

Gangbare transistoren bestaan uit drie lagen silicium, en ontlenen hun werking aan 'verontreinigingen' van dat materiaal. Aan de superdunne middelste laag, de zogeheten basis van de transistor, wordt meestal het goedkope borium toegevoegd om het zijn halfgeleider­eigenschappen te geven, maar borium heeft een nadeel: bij verhitting blijven de atomen niet op hun plaats zitten. Om de werkzaamheid van een transistor te kunnen garanderen is daarom een relatief dikke basis nodig, en doordat de boriumatomen 'overstappen' naar de andere lagen wordt die nog dikker. Door die twee lagen te bombarderen met fluorionen kan nu worden voorkomen dat het borium diffundeert. Zo kan de basis een stuk dunner gehouden worden, wat zich direct vertaalt in hogere snelheden. De wetenschappers denken dat de verbeterde transistor ervoor zal zorgen dat de 10GHz-grens voor cpu's alsnog binnen bereik komt, en ook mobieltjes en handhelds mogen op meer rekenkracht rekenen.

Reacties (76)

[wimwest]

De wetenschappers denken dat de verbeterde transistor ervoor zal zorgen dat de 10GHz-grens voor cpu's alsnog binnen bereik komt, en ook mobieltjes en handhelds mogen op meer rekenkracht rekenen.
Volgens mij klopt dit laatste niet. Cpu's zijn vrijwel altijd opgebouwd uit MOS transistors, die werken volgens een heel ander principe dan de (veel grotere) bipolaire transistoren. De MOS transistor heeft helemaal geen basis en zal dus ook niet van dit effect profiteren. Bipolaire transistors worden vooral in hoog frequent communicatie chips gebruikt, in de zend/ontvangstgedeeltes van mobiele telefoons bijvoorbeeld. Het zal er dus hooguit toe leiden dat handheld apparatuur minder stroom gaat gebruiken. En het opent de weg naar nog hogere zend-frequenties en dus meer bandbreedte.

[justice strike]

sterker nog, de snelste transistoren zijn toch even wat sneller dan die 110ghz

The world's fastest transistor has been developed by a pair of US researchers, possibly paving the way for a new generation of super-charged electronic chips.

Transistors are basic components within electronic circuits. They are used as tiny electronic switches or current amplifiers or for a variety of other tasks. Modern computer chips - like Intel's Pentium 4 - contain millions of individual transistors and the fundamental efficiency of these chips depends on the speed at which their transistors operate.

Feng and Hafez developed a transistor less than half a millionth of a metre long, with a maximum operating speed of 604 GHz, meaning it can carry out 604 billion operations every second.

[jvandergeer]

In tandpasta zit geen fluor, maar fluoride, een zout. Als er echt fluor in zou zitten, had je geen tanden meer :d

[on topic]
Desalniettemin natuurlijk erg prettig dat mn kleine platformen zo'n enorme snelheidswinst kunnen gaan halen.

[Verwijderd]

zoiets is ook heel leuk voor mobieltjes en zo. Spelletje spelen op je mobiel. Nu alleen nog een surround systeem voor je mobiel

[loodgieter]

snelheids winst is altijd mooi.

Maar brengt dit geen extra warmte mee. Dan zou het productie procede ook flink aangepast moeten worden.

[coensel]

Core 2 Fluor...

(enter de flauwe woordgrapjes )

[Bulls]

AMD FX 72 = AMD Flour Xillitol 72

[GENETX]

Hmm, volgens mij heeft AMD er beter rekening mee gehouden:

AMD Athlon FX-62. En laat het scheikundige symbool van fluor nou eens F zijn . Nu alleen uitzoekeb waar de X voor staat en we hebben het geheime AMD recept. (en nee X staat niet voor Xenon, dat is namelijk Xe)

Edit: Was weer te laat..

[0siris]

De X in FX is van "ingredient X". Datgene waardoor de Powerpuff Girls zo sterk zijn!

[Black Sparrow]

Werkt blijkbaar alleen in tekenfilms dan

[_JGC_]

Ik weet niet hoe schadelijk borium en fluor zijn, maar als door de toevoeging van een klein beetje fluor een grotere hoeveelheid borium bespaard kan worden lijkt mij dit ook een goede vooruitgang in de milieuvriendelijkheid van die dingen.

[Verwijderd]

Fluor komt van nature al veel voor in de aardbodem, dus ik denk niet dat een miniscuul beetje toevoegen aan een chip daar echt veel aan gaat veranderen. In ieder geval een stuk minder dan alle fluoride die door al het tandenpoetsen dagelijkst wordt doorgespoeld.

[Verwijderd]

ik heb wel een tandpasta gebruikt als koelpasta bij gebrek aan beter...

nu weet ik niet meer zeker of daar ook fluor in zat maar veel hoger kon ik em echt niet klokken

[empheron]

Dankzij fluoride om m'n core gebruikt de tandarts bij mij geen boor.

[_Thanatos_]

Heb je hierdoor ook minder lekstroom, als het fluor het borium op z'n plek houdt? Of snap ik er nou geen zak van?

Tis iig mooi voor de casemodders: fluorescerende chips

[Verwijderd]

dat haal ik er ook uit

zoals ik het zie is het in het kort zo

de reden van lekstroom is dat de atomen niet op hun plaats blijven en er dikkere laagjes tussen moeten. fluor heft dat effect op zodat ze dunner kunnen worden. daardoor kunnen ze sneller schakelen dus meer snelheid

[memphis]

En hoe is dan de temperatuurontwikkeling
1 van de redenen om niet sneller te kunnen is de hoge temperaturen die ontstaan op hogere snelheden.

Dus ja, je kunt wel een huidige chip sneller laten werken maar als je dan een fles stikstof naast moet zetten schiet dat ook niet op....

[i-chat]

dan heb je niet goed opgelet tijdens natuurkunde - hoe was het ookalweer - owja,

electische energie word warmer naarmate de weerstand stijgt, je mag er vanuit gaan dat een dunnere tussenlaag minder weerstand bied en je dus minder warmte krijgt. - je zult uiteindelijk waarsch nog steeds de zelfde cpu temp tegen komen maar nu pas ergens rond de 7 a 8ghz .....

[Verwijderd]

Heb je hierdoor ook minder lekstroom

Weet niet, maar mijn tandarts zegt wel dat fluor gaatjes tegen gaat!

[cold]

De tandarts wil echt niet dat je fluor gebruikt (dan raakt die snel een klant kwijt dat is namenlijk erg giftig)
Fluoride is daaraantegen wel goed tegen gaatjes.

[drZymo]

Ik denk dat dit meer de levensduur van de chip bevorderd. Zoals in de tekst staat veplaatsen de atomen erger bij verwarming. Aangezien de CPUs nog steeds warm worden zal de fluor barriere dit dus tegengaan en blijft de CPU langer hetzelfde functioneren.

[_Thanatos_]

Ik denk niet dat de levensduur erg verandert... atomen gaan na een bepaalde tijd echt niet kapot hoor

[PeaceNlove]

Dat is dus net iets te laat voor Intel's Netburst CPU's
Maar misschien is een 10Ghz Conroe nog wel veel leuker om mee te werken...

[Countess]

als 1 transistor dubbel zo snel kan schakkelen, dan zou ik er niet van uit gaan dat als je er een paar miljoen bij elkaar pakt zoals in een CPU dat nogsteeds kan.
als er van die verdubbeleing 10 a 20% over blijft zou dat al mooi mee genomen zijn.

[DeTrucIs]

@Countess:

Als vuistregel geldt dat een CPU als maximale kloksnelheid heeft: eentiende van de maximale kloksnelheid van een enkele transistor.
In dit geval verwachten ze dat ze een transistor op 110GHz kunnen klokken, hetgeen dus volgens de vuistregel betekend dat de max CPU klok naar de 11GHz gaat.

[humbug]

Beetje rare vuistregel:

De P4, Conroe en Athlon64 zitten allemaal onder de 4GHz, Dat zou betekenen dat de maximale kloksnelheid van de huidige transistoren zo'n 40GHz is. Maar in de tekst wordt toch echt over 70GHz gesproken.

Kort door de bocht zou de vuistregel dus moeten zijn een processor haalt max 5% van de snelheid van de transistors.

Maar feitelijk is het niet relevant. Deze fluor transistors zijn 2x (nou ja 1,5 keer lijkt beter op zijn plaats) sneller dan huidige transistors. CP zou dat betekenen dat de P4 zo'n 6~8 GHz zou moeten kunnen halen met die nieuwe componenten.

[masteriiz]

Zo als je het nu stelt, zonder enige onderbouwing, is het net zo aannemelijk dat het wel 1 op 1 geschaald kan worden, als dat het aannemelijk is dat

als er van die verdubbeleing 10 a 20% over blijft zou dat al mooi mee genomen zijn

. Sterker, het is zonder redelijk argument aannemelijker dat de verdubbeling wel stand houd dan dat ze dat niet doet.

[Countess]

onderbouwing : cpu's lopen nu op 3.8ghz max met extreem overclocken zeg 6ghz,
en de snelste enkele transistor loopt op 70ghz zonder fluor.
CPU's lopen dus op nog geen 10% van de max van een enkele transistor.
vanwegen de complexitijd van de CPU is het gewoon niet mogenlijk om alle transistors goed te laten lukken, en daarom blijft er van de potentie van de verbeteringen bij een enkele transistor meestal niet zo veel over.

[Verwijderd]

En wie zegt dat voor elke klokpuls van de processor, elke transistor slechts één keer moet schakelen?
Dit is gewoon allemaal wilde speculatie. Laten we maar afwachten of er iemand reageert die echt verstand van dit soort zaken heeft.

[Frank-L]

Volgens mij zit de waarheid ergens in het midden.
Per CPU clock moeten er vele transistoren schakelen, dus de winst zal hoger zijn dan 10%. Maar voor de snelheid van een chip zijn behalve schakeltijden van transistoren ook transmissietijden en parasitaire capaciteiten van belang. En een beperkende factor is natuurlijk de warmteproductie.

[n4m3l355]

2 dingen kloppen hier niet.
Ten eerste schakeling is inderdaad niet een lineair iets maar zal zeker niet zolaag uitvallen.
Verder iedereen zit hier te denken over cpu's en dergelijke, dit soort transistors worden gebruikt voor communicatie technologie, zeer hoge schakelingen voor simpele bewerkingen zorgen voor weinig stroom verbruik. Deze kunnen uberhaubt niet gebruikt worden voor je cpu'tje. Dit wordt eerder in je gsm of in een sateliet gestopt.

[oeLangOetan]

I know, het is hilarisch ik betwijfel wel of de newsposter wist waarover hij schreef.
Dit is tweakers.net zoals we het kennen 90% bull in de reacties.
Kan iemand mij hier uitlegen waarom er digitale karakteristieken (zoals schakelsnelheid) worden toegekent aan transistoren die vooral als versterker worden gebruikt (dus niet schakelen) of gaat het over hun fall/rise-time (slew) karakteristieken.

[Verwijderd]

en bedenk eens wat een videoplankje allemaal wel niet kan doen op 80 ghz

[i-chat]

hoho - een CPU of GPU is nog wel even ingewikkelder in zijn schakelpatronen dan een heel aantal andere chip-topassingen. dat je een no-purpose chip op 110ghz kunt laten schakelen maakt nog nie direct mogelijk ook al GPUtjes te maken op zulke snelheden.

wil je 't verglijken gebruikten ze in sateliet signalen geloof ik snelheden rond de 50ghz - zou dat nu naar 100gaan (evenredg aan die verdubeling) - zou een cpu dus nu standaard rond de 7ghz kunne draaien met overclocks naar ergens tegen de 10ghz aan, - dat maakt dus nog lang geen 80ghz cpu

[Stevendefeij]

Wat denk je van deze dan

IBM onderkoelt processor om 500 GHz te halen!
http://www.ibm.com/news/se/sv/2006/06/20-silicon.html

Hoe zijn ze hier dan langs die 110 GHz gekomen
Bij kamertemperatuur ongeveer 350 GHz.

Dus hoe zijn ze dan langs die 110 GHz grens gekomen?????????????????????

edit: 2x link aangepast

[n00bs]

Dus niet alleen goed voor je tanden

[syo]

volgens mij is fluor giftig en fluoride goed voor je tanden , correct me if im wrong

[marcvangend]

In de tekst wordt -in tegenstelling tot de titel- gesproken over fluorionen en een ander woord voor fluorionen is... fluoride.

Dus, n00bs, chips eten is in de toekomst inderdaad goed voor je tanden :-)

[Bulls]

ze hebben gewoon fluoride teveel (afval product) en daarom gooien ze die zooi in tandpasta en het drinkwater, en vertellen ze dat het goed is

[darkfader]

Het is juist erg slecht.
http://www.fatfreekitchen.com/teeth/fluoride.html
Gelukkig spoel ik m'n mond altijd goed uit

[RonaldMeijer]

dat bedoelt syo niet denkik.
scheikundig gezien is fluor uiterst instabiel, en zal zodra het de mogelijkheid heeft fluoride worden. een mogelijkheid hiervoor is al het contact met de meeste andere stoffen. deze reactie gaat ten koste van die andere stoffen. (je tanden dus)

dit is wat ik mij herrinner van mn scheikundelessen (redox-reacties)

[Titusvh]

Ja het is slecht om te eten. Niet om je tanden mee te poetsen.

Je moet goedjes gewoon gebruiken waarvoor het bedoeld is.

(Wel interessante info trouwens, want zolang tandpasta naar snoep smaakt zullen er best kindertjes zijn die het als zodanig nuttigen. Ik snoepte vroeger kinderaspirine (sinaasappelsmaak) en rennies (pepermuntsmaak))

[Wouter06]

knap dat zo iets eenvoudig zoveel effect kan hebben...

De waarde van de vinding zit dan ook in de eenvoud ervan; de Britse vondst leent zich goed voor massaproductie en bestaande productieprocessen kunnen eenvoudig voor de toepassing ervan worden aangepast.

mooi, als het zo makkelijk is, dan kunnen we wel weer een enorme sprong verwachten in snelheden de komende jaren