IBM stellt die weltweit erste Chip-Technologie unter 1 Nanometer vor

IBM, einer der führenden Akteure der Halbleiterindustrie, hat einen revolutionären Schritt in der Welt der Mikroelektronik vollzogen. Das Unternehmen präsentierte seine neue Nanostack-Architektur, die es ermöglicht, fast 100 Milliarden Transistoren auf einem winzigen Kristall von der Größe eines menschlichen Fingernagels unterzubringen. Diese Entwicklung verspricht beispiellose Leistung und Energieeffizienz für AI-Systeme. Dies berichtet Ixbt.com berichtet .

Der sensationellste Aspekt der neuen Technologie ist, dass IBM sie als den weltweit ersten Chip der "Sub-1nm"-Klasse bezeichnet. Laut ixbt.com hat das Unternehmen seine Plattform als "7 Angström" (7 angstrom node) definiert. Zur Information: 1 Angström entspricht einem Zehntel eines Nanometers, das heißt, 7 Angström entsprechen 0,7 nm. Dieser Wert steht eher für den Grad der technologischen Integration als für die physische Größe der Elemente.

Nanostack: Vorteile der vertikalen Anordnung

Nach den Gesetzen der modernen Physik können Transistoren nicht unendlich verkleinert werden, da Probleme wie Quanteneffekte und Stromleckagen auftreten. Die Ingenieure von IBM lösten dieses Hindernis, indem sie die Transistoren nicht nur nebeneinander, sondern vertikal übereinander anordneten. Die Grundlage der Nanostack-Architektur basiert genau auf dieser vertikalen Struktur.

Jedes Basiselement besteht aus zwei vertikal verbundenen Transistoren, von denen jeder drei Nanosheet-Schichten mit einer Dicke von nur 5 nm enthält. Zum Vergleich: Das entspricht etwa 15 Reihen von Siliziumatomen. Eine solche Dichte ermöglicht eine nahezu Verdoppelung der Elementanzahl im Vergleich zu den 2 nm-Technologien der vorherigen Generation.

Energieeffizienz und SRAM-Speicher

Nach Berechnungen von IBM könnte der Übergang zur Nanostack-Technologie die Rechenleistung um 50 Prozent steigern oder den Energieverbrauch um bis zu 70 Prozent senken. Diese Kennzahlen sind von entscheidender Bedeutung für Rechenzentren und große AI-Modelle wie ChatGPT, die heute enorme Mengen an elektrischer Energie verbrauchen.

• 50 Prozent Steigerung der Rechenleistung;
• 70 Prozent Verbesserung der Energieeffizienz;
• 40 Prozent Erweiterung der SRAM-Speicherdichte.

Darüber hinaus gaben IBM-Experten auf dem IEEE Symposium on VLSI Technology and Circuits bekannt, dass sie einen großen Durchbruch bei der Skalierung von SRAM-Schaltkreisen (statischer Arbeitsspeicher) erzielt haben. Durch die schachbrettartige Anordnung der Transistorkanäle konnte die Höhe der Speicherzellen um 40 Prozent reduziert werden. Dies ebnet den Weg für eine deutliche Erhöhung der Cache-Speicherkapazität von Prozessoren.

Obwohl diese Technologie bisher nur unter Laborbedingungen und auf wissenschaftlichen Symposien demonstriert wurde, wird erwartet, dass sie als Grundlage für zukünftige NVIDIA-Grafikprozessoren und Apple-Chips dienen wird. In Anbetracht der Tatsache, dass die 2021 von IBM vorgestellte 2 nm-Technologie derzeit als Industriestandard übernommen wird, ist die Ära der 0,7 nm nicht mehr weit entfernt.