IBM bouwt grafeen-chip met huidige silicium-techniek

Een onderzoeksteam van IBM heeft een chip gebouwd die niet op silicium gebaseerd is, maar op grafeen. Dat materiaal moet hogere snelheden mogelijk maken dan met silicium-halfgeleiders mogelijk is, maar het is lastig te verwerken.

De IBM-onderzoekers zeggen erin geslaagd te zijn 's werelds eerste geïntegreerde circuit met grafeen te hebben gemaakt. Ze deden dat op een siliciumcarbide-wafer, wat zou betekenen dat de productie op industriële schaal gerealiseerd kan worden. Zij publiceerden hun werk in het wetenschappelijk tijdschrift Science. Het grafeen werd direct op het SiC geproduceerd en de transistors en andere componenten werden middels zes stappen vervaardigd. Het resulterende circuit, een breedband-frequentiemixer, bestaat uit een grafeen-transistor en twee inductors.

De mixer, een belangrijk onderdeel voor communicatie-apparatuur, kan signalen met frequenties tot 10GHz omzetten naar lagere frequenties. Het grafeen-circuit bleef zijn werk bovendien doen bij maximumtemperaturen van 125 graden Celcius. De bouw van het mixer-circuit was onderdeel van het CERA-programma, een onderzoek dat door de Amerikaanse researchafdeling van Defensie Darpa werd gefinancieerd.

Grafeen is al enkele jaren een veelbelovend materiaal voor de productie van zeer snel schakelende transistors en zou als opvolger van silicium dienst kunnen doen in bepaalde toepassingen. Het verwerken van de enkele koolstoflaag is echter lastig gebleken: integratie met metalen en andere benodigde componenten is niet eenvoudig en de yields van productie, ofwel het percentage werkende circuits, zijn laag.

Reacties (64)

[.oisyn]

De mixer, een belangrijk onderdeel voor communicatie-apparatuur, kan signalen met golflengtes tot 10GHz omzetten naar kortere golflengtes

Beetje rare terminologie die hier wordt gebruikt. 10GHz is natuurlijk geen golflengte maar een frequentie. De golflengte die bij die 10GHz hoort is afhankelijk van de snelheid van het signaal. Aangezien het bronartikel spreekt over RF signalen gaat het waarschijnlijk om de lichtsnelheid (en dan is de golflengte van een signaal van 10GHz ongeveer 30 millimeter).

Het is ook niet zo dat de mixer "golflengtes tot 10GHz" ondersteunt, wat zou betekenen dat hij frequenties van 10GHz en hoger ondersteunt. Volgens het bronartikel ondersteunt hij daarentegen juist frequenties tot 10GHz (oftewel 30mm en hoger).

Gegeven deze verwarring, wordt er met "omzetten naar kortere golflengtes" echt bedoeld frequenties hoger dan 10GHz, of eigenlijk frequenties lager dan 10GHz? Jammer genoeg heb ik alleen toegang tot het abstract van het bronartikel, en niet het artikel zelf.

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 23 juli 2024 07:01]

[GemengdeDrop]

[...]
Gegeven deze verwarring, wordt er met "omzetten naar kortere golflengtes" echt bedoeld frequenties hoger dan 10GHz, of eigenlijk frequenties lager dan 10GHz? Jammer genoeg heb ik alleen toegang tot het abstract van het bronartikel, en niet het artikel zelf.

Ik heb het artikel niet volledig doorgelezen, maar ze hebben blijkbaar 'gewoon' een RF-mixer gemaakt op een chip. Alleen is die nu dus van grafeen.

Wat ze oa doen is de gate moduleren met 3.8 GHz en 4 GHz signaal op de drain om een signaal @ 200 MHz en 7.8 GHz te bekomen. De drain inductor is self-resonant @ 10 GHz en het optimum van de schakeling ligt zo rond de 4.5 GHz. Het 7.8 GHz modulatieproduct wordt al vrij heftig gedempt.

Het lijkt me dus dat dit beestje gewoon voor < 10 GHz bedoeld is.

Volgens de auteurs is de vooruitgang hier vooral het verschil met bestaande grafeen schakelingen:

The fabricated graphene IC
achieved a 27-dB conversion loss at 4 GHz. In
comparison, previously reported graphene-based
mixers operated at 10 MHz with a 40-dB conversion
loss (14), and a commercially available
GaAs-based mixer achieves 7-dB conversion loss
at 1.95 GHz (24).

[Reactie gewijzigd door GemengdeDrop op 23 juli 2024 07:01]

[InflatableMouse]

Bedankt, dit verklaart ook weer het een en ander, maar heb je mischien ook een idee wat de huidige chips doen?

Want ik mis elk en enig referentiekader in dit artikel.

[Sissors]

Als je kijkt naar de laatste hype op communicatie gebied (iig waar ze nu veel voor publiceren) is dat 60GHz, en daar maken ze dus ook mixers voor. En iig qua loss doen die het ook heel veel beter dan deze mixer het doet, dus echt qua prestaties tov CMOS (en ook SiGe en GaAs) mixers doet hij nog niet veel bijzonders.

[InflatableMouse]

Ik weet wat in theorie de voordelen zijn van grafeen ten opzichte van silicium.

Wat ik mis in dit artikel is in hoeverre deze chip in de praktijk beter functioneert dan een uit silicium geproduceerde variant.

Is het werkelijk sneller, en zo ja hoeveel? Zijn er al vergelijkingen gedaan?

Ook snap ik dat de chip niet continue op 125 graden functioneert maar wat ik bedoel is dat het niet praktisch is. Chips die op die temperaturen moeten blijven werken zijn er niet zo veel dus dat voordeel en toepassing ervan is heel erg situatie afhankelijk.

[Reactie gewijzigd door InflatableMouse op 23 juli 2024 07:01]

[Jeanpaul145]

Ze zijn niet alleen beter, ze zijn zelfs noodzakelijk als we een beetje verantwoordelijk met energie willen omgaan wereldwijd. Nu hebben we nog fossiele brandstoffen maar het moment dat die op zijn over een jaartje of 40 gaat het, globaal bekeken (dus niet alleen vanuit het perspectief van een computergebruiker) extreem wenselijk worden ons verbruik zo laag mogelijk te houden en zulke hoge operationele temperaturen helpen daar niet bij mee IMHO.

[robvanwijk]

Chips zijn (nagenoeg??) perfecte verwarmingselementen; als je er een Watt aan electrische energie instopt dan komt er precies een Watt aan thermische energie uit. De enige winst die je kunt maken is het verminderen van de hoeveelheid energie die het kost om één keer te schakelen ("makkelijkste" manier: feature size verkleinen en/of voltage omlaag kloksnelheid omlaag helpt niet, dan gaat de hoeveelheid energie per seconde wel omlaag, maar het duurt langer voor je je antwoord hebt; de totale hoeveelheid gebruikte energie (het totaal aantal keren schakelen) blijft gelijk) of minder keren schakelen per berekening (geen OoO, simpele ripple-carry adder zonder look-ahead, etc.), maar dat zal vaak betekenen dat je chip langzamer wordt.
Als je nu overstapt naar een radicaal andere technologie (zoals grafeen), dan zou het misschien mogelijk kunnen zijn (sorry, geen beloftes; het is niet mijn specialiteit) dat je bij gelijke schakelsnelheid, gelijk voltage, gelijk alles, toch minder energie nodig hebt voor een keertje schakelen. In dat geval zou je "echt" winst boeken.

De effectiviteit van koeling hangt voor een deel af van het temperatuurverschil tussen het te koelen object en de omgeving. Een straalkachel van 1000 W heeft geen koeling nodig: dat ding wordt flink heet, maar kan daar tegen. Een overklokte CPU met triple- of quad-crossfire GPUs (die in totaal ook 1000 W verstookt) moet echter wel gekoeld worden; die kan er niet tegen als ie net zo warm zou worden als die kachel.
Zodra ze eenmaal op hun "eindtemperatuur" zijn (dus: geef ze tijd om zo warm te worden als ze "willen" worden), dan komt er van allebei 1000 W aan warmte af, dat blijft gelijk. Maar omdat de computer koeler moet blijven kost het meer moeite (lees: energie!) om die warmte overgedragen te krijgen.
Heb je je nooit afgevraagd waarom iedereen zijn componenten (binnen spec) het liefst zo heet mogelijk laat worden? Omdat alles tot een mooie 30 graden Celsius koelen gewoon niet te doen is!

Conclusie: als grafeen CPUs warmer mogen worden dan silicium CPUs, dan zal (bij gelijke benodigde voeding) het totale energieverbruik (voeding + koeling) voor de grafeen CPUs lager liggen.

[i-chat]

ho ho, zulke hoge opterationele tems helpen daar JUIST wel bij...

heb je wel enig idee hoeveel energie er gebruikt wordt in bijv data centra van oa google...
daar komt gemiddeld genoeg warmte vrij om hele straten van warm water te voorzien...
maar als dat even niet wil lukken, dan kost het tientale megawatts om die koelling gedaan te krijgen... in sommige data centra gebruikt men een veelvoud aan stroom voor de koeling ten opzichte van die voor de server... stel je nu voor dat je een cpu hebt die je niet zo erg hard hoeft te koelen omdat ie bij 75 graden ook z'n werk wel doet...

ik heb wel eens gelezen dat het koelen van 90 naar 35 in een DC minder kost dan van 35 naar 30 *C tel uit je winst...

even los nog van het feit dat dit maxium temps zijn en niet minimum...

[latka]

2 voordelen: het schakelt sneller dan traditioneel silicium en het andere voordeel is koeling: als je CPU op 120 graden gewoon werkt hoef je minder hard te koelen. En zeker die koelingskosten zijn erg hoog voor een rekencentrum. Als je je rekencentrum gewoon kunt koelen door alleen een deur open te zetten levert dat een ontzettende besparing op de koelingskosten op.

[wica]

Nee, de CPU kan misschien wel 120 graden aan, maar de omliggende componenten niet. De kabel zullen gaan smelten, waardoor er meer kans is op kortsluiting en de temp weer verder omhoog gaat.

Dus je koelkosten zullen juist omhoog gaan.

[Denni]

Je conclusie snap ik niet? Grafeen wordt minder snel warm (lagere weerstand/hogere performance per watt) en dus zullen de koelingskosten nog steed omlaag gaan... Het is wel zo dat een grafeen processor op hoge temperaturen nog kan werken.

[AxzZzeL]

Ik denk dat dat aan het totaal aantal joule dat er verstookt wordt ligt en niet de temperatuur zelf. Het gaat dus om het totaal aantal joule/s (watt) dat zo'n rekencentrum gebruikt wat belangrijk is voor de koeling

[Haribo112]

Behalve natuurlijk als de grafeen-CPU's ook warmer of sneller warm worden dan traditionele CPU's. Misschien heb je wel een dikke waterkoelingsinstallatie nodig om de chips überhaupt op 120 graden te houden. In dat geval is de toepassing in grote datacentres niet erg praktisch.
Ook moet je kijken naar de tdp enzovoort van dit soort CPU's. Als een hooggeklokte CPU van grafeen 160 watt nodig heeft, is het misschien toch leuker om naar silicium-chips te kijken.

[Dark_man]

Grafeen chips worden juist minder warm dan Silicium chips.

De enige reden dat deze chip van IBM 125 graden wordt is omdat het op 10GHz draait.

[SCRAP]

Er staat nergens op welke kloksnelheid de chip draait. Wat er staat is dat hij signalen van 10Ghz om kan zetten naar andere frequenties. Dat is blijkbaar de 'functie' van deze chip. Die 10Ghz slaat dus ergens anders op....

[scsirob]

Het gaat hier over een analoge hoog-frequent mixer. Die maken niet gebruik van klok circuits. Het is puur een transistortje en een paar spoeltjes die twee analoge signalen mixed waardoor er een signaal op een lagere frequentie uit komt. Wordt veel toegepast in zenders en ontvangers.

[AxzZzeL]

Er staat ook nergens dat de chip zo heet van zichzelf wordt

[Verwijderd]

volgens mij geleide grafeen juist vele malen beter dan silicium, dus minder weerstand, dus minder warmte

[JJ804]

Je vergeet hierbij dat de performance per watt van een Grafeen-CPU veel hoger ligt, dus per saldo zal het alsnog voordeliger zijn om Grafeen-CPU's te gebruiken.

[cHoc]

Dan heb je nog steeds koeling in de ruimte nodig waar de apparatuur staat, je kunt niet van de monteurs verwachten dat ze in ruimtes van 50 graden gaan werken omdat de chips 125 graden aankan.

[Xthemes.us]

Als een 'koelpak' goedkoper blijkt te zijn voor de incidentele keer dat er een monteur bij moet dan de kamer zelf het hele jaar rond goed te koelen dan is de keuze toch snel gemaakt? Vraag me wel af hoe goed de rest van de hardware tegen deze temperaturen kan.

[i-chat]

voordeel nummer 3 - koolstof is veelen malen makkelijker te winnen dan silicium... en DUS, (als de productie processen gelijk zijn zoals in dit artikel wordt gezegd), veel goedkoper.

[robvanwijk]

Het gaat niet om zomaar silicium of koolstof, het gaat om extreem zuiver silicium en monolagen koolstof, zonder fouten in het kristalrooster. En die materialen zijn helaas allebei lekker duur.

[dnbrainwash]

Is natuurlijk nooit erg dat hij hogere temps aankan als nu. Een tijdje gelezen stond dit ook op de frontpage nieuws: Grafeentransistors blijken zelfkoelend

[Verwijderd]

Ik snap je punt, maar ik denk dat je e.a. niet helemaal correct leest. Er staat niet dat de chip het niet doet bij kamertemperatuur, maar dat hij het nog steeds doet bij 125 graden. De meeste siliciumchips hebben het dan al lang en breed opgegeven. Kortom het lijkt er op dat deze chips in een veel breder temperatuur gebied ingezet kunnen worden.
Dat heeft dan ook weer als voordeel dat je veel langer kan blijven vertrouwen op passieve koeling, waardoor computers weer kleiner en stiller kunnen worden.

Kortom het is wel degelijk een voordeel dat een chip tot een dergelijke temperatuur blijft functioneren.

[coolmos]

Silicium kan tot 150°C.

Siliciumcarbide kan een stuk hoger ( -55° to 175°C). Halfgeleiders van dat materiaal worden vooral in de autoindustrie toegepast. Motoren worden knap heet.

Voordeel van chips die op hogere temperaturen kunnen werken is dat ze bv. continu op 100°C zitten, en dan nog ruimte over hebben om vermogen te verstoken.

Nadeel van siliciumcarbide is de hardheid. Het benadert diamant.

[Reactie gewijzigd door coolmos op 23 juli 2024 07:01]

[Xthemes.us]

Wat is precies het nadeel van hardheid dan? Ik bedoel de huidige (desktop) CPU's hebben allemaal een heatspreader om te voorkomen dat de boel afbreekt.
Als dit niet langer mogelijk is doordat het materiaal er te hard voor is lijkt me toch dat we net als vroeger (en bij de laptops nog steeds zo) weer gewoon de heatsink rechtstreeks op de core(s) zelf kunnen monteren?
Scheelt weer een extra tussenlaag en het verlies dat hierbij optreed, lijkt mij juist een dubbel voordeel, dan mag de boel heter worden en heb je het niet het verlies van een tussenstap (heatspreader).

van
_______ heatsink
====== heatspreader
----------- CPU
naar
______ heatsink
----------- cpu

Zo zie ik het voordeel van hardheid.

[Reactie gewijzigd door Xthemes.us op 23 juli 2024 07:01]

[LooneyTunes]

Ook snap ik dat de chip niet continue op 125 graden functioneert maar wat ik bedoel is dat het niet praktisch is. Chips die op die temperaturen moeten blijven werken zijn er niet zo veel dus dat voordeel en toepassing ervan is heel erg situatie afhankelijk.

Geen idee hoe dat met koolstof op nanoschaal zit, maar had koolstof geen negative temeratuur coëfficient? (--> hoe warmer, hoe lager de weerstand)
Mogelijk dat dan het interessant wordt om "slecht" te koelen

[daneo]

Neen, dat is een foutje :-)
Koolstof heeft een ptc (positieve temp. coëfficient)

De meeste weerstanden zijn op koolstof gebaseerd, en vanwege de ptc is het dan ook dat de weerstandswaarde stijg naargelang de temperatuur stijgt.

Wel mooi dat ze dit element al kunnen gebruiken, eens de basis gelegd is gaat het altijd sneller, dus wie weet ..

[LooneyTunes]

Toch maar ff goegel er op los gelaten:

"A positive temperature coefficient (PTC) refers to materials that experience an increase in electrical resistance when their temperature is raised."

En ik meen toch ooit een verslag te hebben geschreven (MTS) over een kooldraad lamp en de "rare" eigenscappen van koolstof (t.o. 'normale' lampen met worlfram).

[daneo]

Sorry hoor
Maar is dit nu een bevestiging gewoon van wat ik zei maar dan in het Engels ? Of wat bedoel je ermee ?

En ik had geen idee dat dat ook voor lampen werd/wordt gebruikt, maar als ik het artikel op wikipedia lees , dan staat er nog steeds
"Overigens is de weerstand van een koude gloeidraad zeer laag, de inschakelstroom is zodoende hoog en vormt een flinke belasting voor de lamp."
Wat er nog steeds op duidt dat het een ptc heeft, correct ?

Had er nog niet van gehoord, bedankt :-)

[Reactie gewijzigd door daneo op 23 juli 2024 07:01]

[LooneyTunes]

En ik had geen idee dat dat ook voor lampen werd/wordt gebruikt, maar als ik het artikel op wikipedia lees , dan staat er nog steeds
"Overigens is de weerstand van een koude gloeidraad zeer laag, de inschakelstroom is zodoende hoog en vormt een flinke belasting voor de lamp."
Wat er nog steeds op duidt dat het een ptc heeft, correct ?

Dat geldt voor een Wolfram draad. (of ieder ander metaal)

Bij koolstof (NTC!) wordt de weerstand lager naarmate het heter wordt.

Had er nog niet van gehoord, bedankt :-)

Nooit te oud (te jong ) om te leren

[GravGunner]

Grafeen is al enkele jaren een veelbelovend materiaal voor de productie van zeer snel schakelende transistors en zou als opvolger van silicium dienst kunnen doen in bepaalde toepassingen.

Dat dus, waarschijnlijk snellere processoren(als dit een mogelijkheid is voor Grafeen) daar je sneller kunt schakelen. Ook is die hogere temp een pluspunt, want jouw proc wordt intern vaak een stukje warmer dan die 35 graden die t aangeeft

[Sissors]

Jij bent niet de enige, maar serieus dat vroeg hij niet. Hij vroeg niet wat de theoretische voordelen zijn maar in hoeverre DEZE chip beter is dan CMOS varianten die hetzelfde doen. En even het artikel doorscannend kan je denk ik wel zeggen niets. Betekend uiteraard niet dat als het verder ontwikkeld is het niet beter is, maar deze is nog niet beter dan soortgelijke CMOS ICs.

[Marbius]

True dat, maar wellicht wel de mogelijkheid tot hogere overclocks.

[Crp]

"Dat materiaal moet hogere snelheden mogelijk maken dan met silicium-halfgeleiders mogelijk is"

[Verwijderd]

Binnen 10 jaar een PC in huis met een CPU van grafeen is waarschijnlijk te optimistisch dan

[Dark_man]

Als Intel niet meer lager kan dan 8 of 12 nm dan zal grafeen pas doorbreken.

Want wat is het moment dat Intel zijn miljarden erin gaat pompen.

[Rmg]

is het punt niet juist dat grafeen met de huidige techniek verder gepushed kan worden?

[Sten Vollebregt]

Daarvoor moeten eerst nog heel wat obstakels worden overwonnen, de twee grootste:
1) Deze transistoren gaan niet uit. Je kan de stroom wel sturen met de gatespanning, maar uit gaan ze nooit. Voor analoge toepassingen niet heel erg, maa rop deze manier kan je nooit digitale techniek verwzenlijken. Dit wordt veroorzaakt doordat grafeen gaan bandgap heeft, deze krijg je alleen als je dunne strookjes grafeen maakt (paar nm breed), of door grafeen asymmetrisch te stapelen (maar dan is de bandgap eigenlijk nog te klein).

2) Massaproductie. Howel er in 6 jaar tijd enorme vooruitgang is geboekt is er nog een lange weg te gaan. SiC het substraat voor de populairste methode om grafeen te maken (eiptaxiale groei) is enorm duur. Een wafer van 2" kost al snel tienduizend euro, een 30 cm wafer zal vele tonnen kosten. Zolang grafeen alleen op hoge kwaliteit SiC wafers is te maken vrees ik dat productie op grote schaal nooit interessant wordt.

[Ducky.nL]

Maar toch. Stel dat ze een Sandy Bridge architectuur op zo'n wafer kunnen graferen? Heb je dan geen processors die op zwaar grote snelheid kunnen schakelen? Het zou misschien wel leuk zijn om geld in te pompen voor 'n serverparkje, say.. 48 van die processors.. Die dan VELE malen sneller hun werk doen dan traditionele silicium CPU's.

Of is zelfs dat nog erg ver in de toekomst?

[bullit1985]

Je ziet alleen één ding over het hoofd.
De technieken die Intel hoofdzakelijk gebruikt staan allemaal onder patent van IBM.
Plus de wafers om productie van nieuwe chips krijgen ze ook van IBM aangeleverd.
IBM is een hele grote speler in dit soort markten.

[4th]

10 jaar lijkt me best realistisch, mogelijkheid bestaat, nu kan het verfijnen van het productieproces beginnen.

[Huismus]

Misschien dat we dit in meer 'open' markten gaan zien; de x86 markt is enorm gesloten omdat alleen AMD en VIA een Intel-x86 licentie hebben, dus er zijn maar 3 x86 fabrikanten.
ARM is veel meer open en iedereen kan aan een licentie komen, dus ik denk dat de eerste grafeen-procs voor consumenten op ARM-gebaseert gaan zijn.

Tien jaar is imo best realistisch.

[Rudie_V]

De gebruikte intructieset staat helemaal los van welke produktieproces gebruikt wordt. Daarbij loopt een bedrijf als intel juist voorop met produktieprocesverkleining, dus logischer wijs zal intel eerder tegen de limieten oplopen als een andere chipbakker en dus eerder een nieuw proces nodig hebben. Daarbij heeft het in het artikel genoemde IBM zjn eigen Power architectuur, dus zal je wellicht eerder een PowerPC in grafeen gebakken zien worden dan een chip met ARM architectuur.
Overigens is Intel ook druk bezig met grafeen CPU's, zie dit artikel uit feb 2010 http://mobilelocalsocial....rom-intel-reaches-100ghz/ .
IBM:
http://www.graphene-info....stor-now-works-1-thz-ones
http://www.graphene-info....-diamond-carbon-substrate
http://www.nordichardware...-graphene-transistor.html

Enige waar ik wel in kan komen is dat met de ontwikkeling van CPU's in grafeen wellicht een ARM chip eerst makkelijker te bakken is dan een veel ingewikkeldere high performance chip van Intel of IBM

[Verwijderd]

Het enige waar ik Intel en AMD nog op zie concurreren is het aantal cores, ze doen zelfs in reclameuitingen (waar zie je nog kloksnelheden in CPU aanduidingen staan?) geen moeite meer om per core sneller te worden. Voor een hele hoop soorten programma's, die niet te paralleliseren zijn, is de PC momenteel eigenlijk uitontwikkeld en is zoiets als dit nodig om de ontwikkeling weer vlot te trekken.

[Rudie_V]

Ben je nou net als de gemiddelde consument die naar gigahertzen kijkt?? Foei!

Ben ik niet met je eens dat er geen moeite meer gedaan wordt om per core sneller te worden, of dat de pc momenteel uitontwikkeld is. Er is altijd nog iets als IPC, instructions per cycle, het gemiddelde aantal instructies per klok cyclus. En bijvoorbeeld het toevoegen van nieuwe instructiesets(bv SSE) om de cores meer of sneller data te laten verwerken. De reden dat de gigahertzen niet zo snel meer omhoog schieten heeft vooral met het stroomverbruik te maken, we weten allemaal nog wel het verkeerde inzicht van de pentium 4 (moest wel tot 10 GHZ gaan(hele CPU, niet de ALU's)), maar hierbij steeg het stroomverbruik evenredig.
Ga voor de gein anders maar eens processors vanaf de het pentium4/athlon tijdperk tot de huidige processors op gelijke snelheden(GHz) vergelijken met verschillende tests. Huidige processors verwerken veel meer data dan processors op gelijke snelheid van toen. Tuurlijk spelen zaken als chipsets en geheugen ook mee, dat weet ik ook wel.
Dus om nou te zeggen dat het uitontwikkeld is? Nee, juist helemaal niet, performance per watt is nu zeer belangerijk en de ontwikkeling van een core is niet alleen het aantal gigahertzen!

[Gallant]

Heb jij nog een pc over 10 jaar? Dat is tegen dit tijd een dinosaurus

[A4-tje]

ik ben wel benieuwd hoe ze omgaan met die hoge temperatuur. leuk dat grafeen er tegen kan maar de chip bestaat niet alleen uit grafeen en er zijn dus andere materialen die ook tegen zo'n hoge temp. bestand moeten zijn...
Ook vraag ik me af hoe deze chip zich verhoudt tot de huidige chips (ook al is het een proof-of-concept). als ze nog in de MHz zitten kan het nog wel even duren voordat het interessant wordt voor massaproductie.

In het verleden hebben ze het ook al eens gehad over een 3D-chip maken van grafeen maar gezien in welk stadium ze zitten zal dat nog wel wat langer op zich laten wachten

[Haribo112]

Ze zijn nog maar net echt begonnen met 3D-chips van silicium http://newsroom.intel.com/docs/DOC-2032 2 mei 2011), dus grafeen Tri-Gates zal idd nog wel even duren.

[BadRespawn]

Ook vraag ik me af hoe deze chip zich verhoudt tot de huidige chips (ook al is het een proof-of-concept). als ze nog in de MHz zitten ...

In het artikel staat dat het werkt op 10GHz.

[ThaJehova]

Het is in ieder geval een goede zaak dat men grafeen-chips kan maken met de huidig siliciummachines, want die dingen zijn al duur genoeg. Het zou namelijk onbegonnen werk zijn om in een keer de hele infrastructuur van silicuim naar koolstof om te zetten.
Dat de yield niet zo hoog is, verbaasd me ook niets, het is nog experimenteel allemaal. Met gespecialiseerde machines zal het waarschijnlijk wel wat beter worden.

[Auredium]

Zeer leuk, maar hoe deed dit protoype zich verhouden in prestaties tot een gelijkwaardige Silicium variant?
Ik zu graag wel eens de resultaten daarvan willen zien want Grafeen is toch echt wel de toekomst in mijn ogen.

[Nunc_]

Goed voor ASML dat huidige technieken (gedeeltelijk) hergebruikt kunnen worden.

[Verwijderd]

Van een eenvoudige IC naar een volledige CPU is echter nog een hele grote stap. Verder denk ik dat een materieel wat tegen hogere temperaturen bestand is "not the way to go" is, hooguit voor militaire of industriele doeleinden, ik krijg een vreemde indruk alsserverruimtes geprepareerd moeten worden om hele kasten waar temperaturen van 100+ graden worden gehaald te kunnen koelen. De huidige CPU's, en die van de afgelopen 15 jaar lagen met een bedrijfstemperatuur van maximaal 89 graden, die ook veel gehaald werd tegen het einde van het 486 tijdperk, al veels te hoog

[firest0rm]

server kasten doen dat al alleen berijken de cpu's dat niet omdat ze niet zover halen

ik raad je aan om eens in zon serverkast te staan dat is zo 40C (natuurlijk lager omdat er gekoeld word) maar als ze dat niet deden haal je die 100C met gemak
maar daar zijn deze cpu chips weer niet op gemaakt

[Reactie gewijzigd door firest0rm op 23 juli 2024 07:01]

[Verwijderd]

Doorsnee temperatuur in een serverkast met goede airflow is zo'n 35/40 graden idd, en de temperatuur van een serverruimte zo tussen de 18 en 21 graden... In de zomer moet je dit wel eens hoger zetten(25~28) omdat anders de airco's bevriezen.

Wat ik eerder wil aangeven is dat we beter tijd in kunnen steken naar een CPU die minder warmte ontwikkeld bij gelijke prestaties, in plaats van een CPU die gelijkwaardig kan presteren onder extreme omstandigheden.

[Suspiria]

Wat jullie vergeten wbt koeling, en wat i-chat probeerde te zeggen:

Alle koeloplossingen worden met lucht gekoeld. Een waterkoeler heeft uiteindelijk ook een radiator (meestal met een fan) om de warmte aan af te geven. Wat je moet onthouden is dat als processors in de toekomst 125graden worden, de luchttemperatuur in een PC normaal gesproken nog altijd tussen 25-35 zal zijn.

Volgens enkele natuurkundige wetten die ik niet meer weet is het temperatuurverschil bepalend voor de mate van warmtewisseling.

Het zou een huidige CPU-fan evenveel moeite kosten om een CPU op 55 graden te houden bij een luchttemperatuur van 35 graden, als wanneer het een CPU op 120 graden moet houden bij een luchttemperatuur van 100 graden. (denk aan heet en koud water)

De grap is dat de luchttemperatuur niet ineens 100 graden zal zijn over 5 jaar, maar nog steeds 35 graden. Dan is het ineens anders en kan de koeler ineens op een kwart vermogen draaien.

Ik ben geen natuurkundige dus tot zover mijn verhaal in leken termen, maar ik geloof dat dit alles veel te maken had met warmtecapaciteit, geleiding en entropie

[Verwijderd]

Je vergeet voor het gemak wel even de directe omgevingstemperatuur van de CPU zelf, die ook te hoger zal komen te liggen voor alle componenten die in directe verbinding staan ermee.

[kaltun]

dus massa productie kan van start gaan

[Stefandepefan]

Het verwerken van de enkele koolstoflaag is echter lastig gebleken: integratie met metalen en andere benodigde componenten is niet eenvoudig en de yields van productie, ofwel het percentage werkende circuits, zijn laag.

Je bent wat optimistisch

[kaltun]

nou tegenwoordig moet je wel optimistisch zijn

en ik dacht dat ik dit las:
[i]Ze deden dat op een siliciumcarbide-wafer, wat zou betekenen dat de productie op industriële schaal gerealiseerd kan worden /i]
na industrie komt meestal massa productie.

[i-chat]

maar tegelijk zeggen ze dat de yields nog te laag zijn.. je kunt dus 'mass'producten maken, waarvan je vervolgens 90% moet wegflikkeren... kortom leuk maar NOG niet haalbaar.

het voordeel is, yields kun je verbeteren door je productielijn nog eens onder de loop te nemen. je weet nu dat het kan - en hebt een flauw idee hoe het ongeveer moet...

ik vraag me dus af, of het nog wel 10 jaar zal duren... - de meest bepalende factor zal echter de kostprijs van bijv Silicium zijn dit metaal werd of word maar in enkele landen gewonnen en je zit dat de prijzen anu nu flink stijgen...

wanneer word het dus goedkoper om met mogelijk lagere yields en koolstof te gaan spelen
dan met het veel duurdere maar wellicht wat trefzekerder metaal...

[Verwijderd]

Je weet niet wat het per circuit kost om te maken.

Als je 99% weg kan gooien, maar het kost slechts 1% van de oorspronkelijke methode, maakt het kostentechnish niet uit.

Nou zal dit natuurlijk niet zo wonderbaarlijk mooi zijn, maar ik verwacht dat het niet zo gek lang meer zal duren voordat het rendabel kan worden; Intel kan nu dik investeren in een techniek die zijn einde bereikt, of ze kunnen investeren in een nieuwe techniek waarvan de limieten nog niet echt goed bekend zijn.

Voor massaproductie moeten we eerst nog fabrieken bouwen, dus dat zal nog wel eventjes op zich laten wachten.