2021-12-30 15:13

你的下一个CPU可以使用更少的晶体管

导读2021年12月30日整理发布:未来的CPU可以使用更少的晶体管,因为一组研究人员开发了一种新的自适应晶体管设计,能够动态改变其配置。有了这

2021年12月30日整理发布:未来的CPU可以使用更少的晶体管,因为一组研究人员开发了一种新的自适应晶体管设计,能够动态改变其配置。有了这些由维也纳科技大学的研究人员创造的新晶体管,未来的处理器使用的晶体管可能比现在少85%。然而,更少的晶体管也会导致更低的功耗和温度以及更高的频率缩放和性能。

除了改变未来计算机芯片的设计方式之外,这些新的自适应晶体管还将为人工智能、神经网络甚至逻辑中的除零和一之外的值带来新的可能性。

虽然这些自适应晶体管的潜力是巨大的,但该项目背后的研究人员之一,MasiarSistani博士在ACSNano杂志上解释说,他们不打算取代现有的基于硅的晶体管技术,而是对其进行增强,他说:

“我们不想用我们的新晶体管完全取代成熟的硅基晶体管技术,那是冒昧的。新技术更有可能在未来作为附加组件被整合到计算机芯片中。对于某些应用,依靠自适应晶体管只会更节能、更方便。”

发展晶体管

维也纳科技大学的研究人员团队能够通过使用锗代替当前的硅技术来开发新的自适应晶体管设计。

对于那些不熟悉的人来说,所有现代电子设备都基于晶体管,这些晶体管是微小的组件,根据是否向控制电极施加电压,允许电流流动或被阻断。虽然自由移动的电子带有负电荷,但如果单个原子中缺少一个电子,它就会带正电荷。

在研究人员的新晶体管设计中,两个电极通过一根由锗制成的极细线连接。然后将栅电极与传统晶体管中的栅电极一样放置在锗部分上方。然而,根据Sistani博士的说法,这种新设计的特点是在锗和金属之间的界面上放置了一个额外的控制电极,可以动态编程晶体管的功能,他进一步了解了锗的使用如何使团队的新晶体管设计成为可能,说:

“我们使用锗的事实是一个决定性的优势。这是因为锗具有非常特殊的电子结构:当您施加电压时,正如您预期的那样,电流最初会增加。然而,在某个阈值之后,电流再次减小——这称为负微分电阻。在控制电极的帮助下,我们可以调节这个阈值所在的电压。这产生了新的自由度,我们可以用它来为晶体管提供我们目前需要的特性。”

尽管该团队的新晶体管设计开始出现在现成的处理器中可能需要一些时间,但他们的发现对CPU、人工智能和其他电子设备的未来具有巨大的潜力。

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