Помимо CMOS - Beyond CMOS

Помимо CMOS относится к возможному будущему цифровая логика технологии за пределами CMOS пределы масштабирования[1][2][3][4] что ограничивает плотность и скорость устройства из-за нагрева.[5]

Помимо CMOS это название одной из 7 фокус-групп в ITRS 2.0 (2013) и в его преемнике, Международная дорожная карта для устройств и систем.

Масштабирование тактовой частоты процессора

Процессоры, использующие CMOS, были выпущены с 1986 года (например, 12 МГц Intel 80386 ). По мере уменьшения размеров КМОП-транзистора увеличивались и тактовые частоты. Примерно с 2004 года тактовые частоты ЦП CMOS стабилизировались примерно до 3,5 ГГц.

График повышения эффективности возможен при «большем количестве Мура» (т. Е. Дальнейшие улучшения текущей технологии) и «за пределами КМОП» (т. Е. Смене парадигмы в технологии). Из международной дорожной карты для устройств и систем[6]

Размеры устройств CMOS продолжают уменьшаться - см. Intel tick – tock и ITRS  :

  • 22 нм Ivy Bridge в 2012
  • первый 14 нанометров процессоров отгружено в 4 квартале 2014 года.
  • В мае 2015 года компания Samsung Electronics показала пластину толщиной 300 мм. 10 нм FinFET чипсы.[7]

Пока неясно, будут ли транзисторы CMOS работать ниже 3 нм.[4] Увидеть 3 нанометра.

Сравнения технологий

Около 2010 г. Инициатива по исследованиям в области наноэлектроники (NRI) изучили различные схемы в различных технологиях.[2]

Никонов провел (теоретически) тестирование многих технологий в 2012 году,[2] и обновил его в 2014 году.[8] Сравнительный анализ 2014 года включал 11 электронных, 8 спинтроник, 3 орбитронный, 2 сегнетоэлектрик, и 1 стрейнтроник технологии.[8]

2015 год ITRS 2.0 отчет включал подробную главу о Помимо CMOS,[9] покрытие RAM и логических вентилей.

Некоторые области исследования

Сверхпроводящие вычисления и RSFQ

Сверхпроводящие вычисления включает несколько технологий, выходящих за рамки КМОП, в которых используются сверхпроводящие устройства, а именно переходы Джозефсона, для обработки электронных сигналов и вычислений. Один вариант называется быстрый однопотоковый квант Логика (RSFQ) была сочтена АНБ многообещающей в обзоре технологий 2005 года, несмотря на тот недостаток, что для доступных сверхпроводников требуются криогенные температуры. Более энергоэффективные варианты сверхпроводящей логики были разработаны с 2005 года и рассматриваются для использования в крупномасштабных вычислениях.[11][12]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Расширение пути за пределы CMOS. Хатчби 2002
  2. ^ а б c Обзор устройств Beyond-CMOS и единой методологии их сравнительного анализа. Версия 3.4 21.09.2012
  3. ^ Бернштейн; и другие. (2011). «Перспективы устройств и архитектуры для коммутаторов, выходящих за рамки CMOS». Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  4. ^ а б «Обзор передовых и других технологий CMOS FET для проектирования радиочастотных схем. Carta 2011» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2015-02-23. Получено 2015-02-23.
  5. ^ Ограничения масштабирования CMOS с ограничением мощности. Фрэнк 2002[постоянная мертвая ссылка ]
  6. ^ https://irds.ieee.org/images/files/pdf/2017/2017IRDS_BC.pdf
  7. ^ «Samsung обещает начать производство 10-нм чипов в 2016 году». 23 мая 2015. Получено 16 июля 2015.
  8. ^ а б Никонов и Янг (2015). «Сравнительный анализ Beyond-CMOS Exploratory - Устройства для логических интегральных схем». Журнал IEEE по исследовательским твердотельным вычислительным устройствам и схемам. 1: 3–11. Bibcode:2015IJESS ... 1 .... 3N. Дои:10.1109 / JXCDC.2015.2418033.
  9. ^ ITRS 2015 За пределами CMOS
  10. ^ Сибо (сентябрь 2013 г.). «Туннельный транзистор». IEEE.
  11. ^ Холмс Д.С., Риппл А.Л., Манхеймер М.А. (2013). «Энергоэффективные сверхпроводящие вычисления - энергетические бюджеты и требования», IEEE Trans. Appl. Supercond., Т. 23, 1701610, июнь 2013 г.
  12. ^ Холмс Д.С., Кадин А.М., Джонсон М.В. (2015). «Сверхпроводящие вычисления в крупномасштабных гибридных системах», Компьютер, т. 48. С. 34–42.

внешние ссылки