Fujitsu maakt cmos-technologie energiezuiniger

Onderzoekers van de laboratoria van Fujitsu zijn erin geslaagd chips te produceren die ongeveer 20 procent zuiniger zijn dan de huidige geïntegreerde circuits. De Japanners pasten hiertoe een alternatief siliciumsubstraat toe in de productie.

De productiemethode die door de medewerkers van Fujitsu Laboratories werd ontwikkeld, is toepasbaar in toekomstige chipgeneraties van 32nm en kleiner. Een van de voordelen die de ontwikkelaars claimen, is de mogelijkheid de alternatieve chipproductie met bestaande 45nm-apparatuur uit te voeren. Er zouden slechts twee extra stappen, het verwarmen en inbrengen van aluminiumdeeltjes, in de productie van chips noodzakelijk zijn om van de energiebesparende voordelen van de Japanners te profiteren. De techniek zou vooral in mobiele processors toegepast kunnen worden, die met twintig procent minder energie toe zouden kunnen, terwijl de kloksnelheid van de processors gelijk kan blijven.

De productie van zuiniger chips werd mogelijk door een ander siliciumsubstraat voor de cmos-chips te kiezen. Traditioneel wordt silicium met een specifieke kristalstructuur gebruikt, omdat dat type de beste eigenschappen heeft met positieve en negatieve halfgeleiders. De onderzoekers gebruikten echter een silicium met een andere kristalstructuur dat zeer goede eigenschappen voor pmos-transistors heeft, maar minder goede kenmerken voor nmos-transistors bezit. Door het silicium met warmte te behandelen en kleine aluminiumdeeltjes te introduceren, wisten de onderzoekers het alternatieve silicium 'optimale eigenschappen' mee te geven.

Zo kunnen de chips profiteren van de eigenschappen van het substraat in combinatie met pmos-transistors, terwijl de combinatie met nmos-transistors gelijkwaardig is aan het substraat dat momenteel veelal wordt gebruikt. Volgens de onderzoekers zouden de twee extra stappen toekomstige 32nm-chips slechts één procent duurder maken. Zij onderzoeken nog welke toepassingen het meest zouden profiteren van de techniek.

Reacties (13)

En nu nog afwachten hoeveel deze 2 extra stappen kosten
en of er chipfabricanten zijn die dit nog willen/kunnen toepassen voordat het achterhaald is.

Das gemakkelijk, staat namelijk *IN* het artikel:

Volgens de onderzoekers zouden de twee extra stappen toekomstige 32nm-chips slechts één procent duurder maken.

De techniek zou vooral in mobiele processors toegepast kunnen worden, die met twintig procent minder energie toe zouden kunnen, terwijl de kloksnelheid van de processors gelijk kan blijven.

Dus zelfde snelheid, 20% minder energie, en maar 1% duurder. Dat zullen veel fabrikanten graag zien, omdat de batterij het dan langer uithoud op hun steeds meer energie slurpende SmartPhone/MP3-speler/etc.

je kan het ook lezen als: 1% duurder in combinatie met 32nm (dat normaal gesproken veel goedkoper is dan 45 nm). de kosten zijn hier dus verrekend met de winst van het verkleinen naar 32 nm.

1% duurder per wafer. Omdat de voorbehandeling voor het belichten etc. plaatsvind, is er geen aanpassing van overige apperatuur nodig, slechts een investering in een vapour depositon oven.

En bovendien, als de chips dan duurder worden, weegt dit met een energiebesparing van 20% wel op tegen de besparing in elektriciteit.

Daarnaast zal de wet van vraag en aanbod zijn werk doen als de chips zoveel zuiniger zijn: deze chips zullen gekocht worden en de 'conventionele' chips zullen terrein verliezen.

Zelf ben ik er vast van overtuigd dat de grootste ontwikkeling en mogelijkheden tot ontwikkeling in de computerindustrie zitten in het zuiniger maken van de apparatuur in plaats van in het steeds vergroten van de snelheid. Neem bijvoorbeeld de Intel Atom. Die is erg veel zuiniger dan andere processoren. Een goede ontwikkeling. Helaas is het bijbehorende chipset nog niet erg veel zuiniger.

Ik blijf elke keer weer onder de indruk van de mogelijkheden om processen te verkleinen en zuiniger te maken. Ook dit is weer een mooi voorbeeld van hoe de limiet van de wetenschap op dit gebied echt nog niet bereikt is.

Silicium met warmte behandelen.... kan dat ook met kant en klare chips???

Silicium met warmte behandelen.... kan dat ook met kant en klare chips???

Verwarmen kan altijd, maar het is niet voor niets dat je processor een maximum temperatuur heeft. Nee dus.

Dat heet toch overclocken?

Nee, overklokken is de frequenties hoger zetten van bv. de processor/fsb/geheugen.

De techniek zou vooral in mobiele processors toegepast kunnen worden, die met twintig procent minder energie toe zouden kunnen, terwijl de kloksnelheid van de processors gelijk kan blijven.

Waarom zou dit alleen van toepassing zijn op mobiele processoren?
Alle stroom die men hiermee kan besparen is toch goed meegenomen, of zie ik iets over het hoofd?

Natuurlijk kan het ook voor processoren voor gewone PC's worden toegepast maar een lager energieverbruik heeft bij mobiele apparatuur een langere accuduur tot gevolg terwijl het bij gewone pc's enkel een iets lagere energierekening oplevert. Het zal dus eerst worden toegepast op mobiele processors en in de toekomst ook gewone.

terwijl het bij gewone pc's enkel een iets lagere energierekening oplevert

Het is maar liefst twintig procent, dat zou ik niet een iets lagere rekening noemen. Stel je hebt een TDP van 95 W, dat zou dus naar onder de 80 W gaan, lijkt me best de moeite.
Ook voor grafische kaarten lijkt me dit een uitkomst; hoeveel zijn er nog die niet minstens één 6- of 8- aderige connector extra nodig hebben (bovenop wat de PCI-express connector levert) om hun werk te doen? Er zijn er zelfs die twee van die extra connectoren nodig hebben. Deze aanpak voorkomt de derde.

En het belangrijkste: minder stroom vreten betekent minder warmte-productie!

Conclusie: toepassing in hardware voor desktops zal niet lang op zich laten wachten.