Počítačové 3D čipy – 10x vyšší výkonnost, nižší spotřeba

Švýcarské výzkumné instituty se společně s IBM pustily do vývoje ekologických počítačových 3D čipů, které mají nabídnout až 10x vyšší výkon než dnešní mikroprocesory, ovšem proti nim se pochlubí zanedbatelnou spotřebou elektřiny. pokračování…


Intel, NVIDIA i další výrobci mikroprocesorů už zjistili, že jedinou cestou do budoucna je použití více jednodušších jader v jednom čipu. Jedině tak lze zvyšovat výkon současných čipů bez toho, aby se přehřívaly.

Výzkum společnosti IBM a přidružených laboratoří ze Švýcarska jde ještě dál. Souhlasí s tezí, že je třeba více jader. Ovšem přidává třetí rozměr. Počítačové 3D čipy mají mít jádra naskládána nikoliv vedle sebe, ale nad sebou. IBM se tímto výzkumem zabývá již několik let.

Výhodou několikavrstvých procesorů je skutečnost, že propojení s jádrem pod i nad může být mnohonásobně vyšší, než v případě jader umístěných vedle sebe. Mikroprocesory se tak vzdáleně začínají podobat lidskému mozku, ve kterém je v 3D prostoru umístěno mnoho vzájemně propojených neuronů.

Jednou z hlavních postav výzkumu je John R. Thome. Ten uvedl jednoduchý příklad. „Spotřeba procesorů se prozatím zdvojnásobovala co každých pět let, takže superpočítače v roce 2100 by teoreticky spotřebovaly produkci elektřiny v celých Spojených státech!“ Navíc dodal, že ačkoliv 3D čipy se takté zahřívají, je to výrazně méně, než dnešní klasické čipy. A to především z toho důvodu, že spotřebují méně energie.

Navíc 3D čipy spotřebují méně křemíku a dalších materiálů, komunikační dráhy mezi jednotlivými jádry jsou kratší a efektivnější. To se prakticky rovná snížené ceně, rychlejší komunikaci a především menší produkci tepla.

Klíčem k 3D čipům má být revoluční chladící systém využívající nanotechnologií. Mezi jednotlivé jádrové vrstvy procesoru budou vloženy trubičky tenké jako lidský vlas, kterými bude proudit kapalina. Z okruhu bude voda vystupovat jako pára, která zkondenzuje a opět vstoupí do systému chlazení.

IBM předpokládá, že první kousky těchto procesorů bude mít pro superpočítače k dispozici v roce 2015. První procesory vybavené také popsaným integrovaným chladícím systémem mají být komerčně dostupné v roce 2020.