Yeni Kayıt
Konudaki Resimler
önceki
< Bu mesaj bu kişi tarafından değiştirildi melikulupinar -- 9 Nisan 2019; 21:6:51 > |
) Allah'tan iletilen elektronlar değil elektrik alanı ki GHz hızları görebiliyoruz. 
) Tabii ki bu kadar mesafe tamamen silikon değil ve çoğu kısmı bakır. İşte bu yüzden transistörleri sürekli küçültmeye çalışıyoruz zaten. Ne kadar küçükse elektron o kadar kısa sürede geçer ve frekans artar. (ayrıça çipe daha çok transistör tıkabilir ve voltajı da düşürebiliriz)
Hızlı 
Bildirim
TSMC 5 nm yongaların üretimine başladı, %15 performans getirisi var (2. sayfa)
Sıcak Fırsatlarda Tıklananlar
Editörün Seçtiği Fırsatlar
CAMPER Erkek Pix Ayakkabı : Amazon.com.tr: Moda
https://www.amazon.com.tr/dp/B08BCQ7XJB
7 sa. önce paylaşıldı
Daha Fazla 
Bu Konudaki Kullanıcılar:
Daha Az 
2 Misafir - 2 Masaüstü
Giriş
Mesaj
-
-
Şekilde günümüzde işlemcilerde kullanılan FET transistörlerinin (Intel Trigate, AMD FinFET) basit bir şemasını görüyoruz. Mavi-sarı-yesil kısım asıl transistör bölümü. Gri olan substrate denilen taşıyıcı tabaka. Kırmızı olansa katmanları ayırmak için kullanılan yalıtkan (dielektrik) tabaka. Mavi kısım gate, sarı spacer denilen ayırıcı tabaka. Yeşilin açık renk kısmı geçit. Koyu kısmının ise biri source diğer ucu drain. Bakır hatlarla bağlantılar işte bu iki koyu yeşil kısma ve kare şeklinde görülen mavi kısma yapılıyor.
Tabii ki erimiş bakır dökemiyoruz silikon anında yanar. Çok düşük başın ve sıcaklıkta bakır buharlatırılıyor-iyonlaştırılıyor ve elektostatik olarak bu alanlara (K.yeşil-mavi) yapışarak doldurması sağlanıyor. Sonra yüzey cilalanıp düzleştiriliyor. Tekrar kırmızı yalıtkan tabaka ekleniyor. Bu da cilalanıp düzleştiriliyor ve istenen kalınlığa getiriliyor. Tekrar litografi ile bu yalıtkan tabakada alt tabakaya ulaşan delikler ve yatay iletim hatları için kanallar açılıyor. Hizalama işte burada önemli. Alta ulaşan deliklerin doğru yerde ve hizada açılması lazım, yoksa iyi temas sağlanamıyor. Sonra bakırla dolduruluyor ve cilalanıyor, sonra tekrar yalıtkan tabaka ekleme, delik-kanal açma, bakır doldurma, cilalama ve yalıtkan ekleme diye defalarca tekrarlanıyor.
Şekilde transistör diesi ve tabakalar görünüyor. Bakır rengi olanlar tabii ki bakır iletim hatları. Burada gösterilmese de onların da arasında ve boşluklarında yalıtkan tabaka bulunuyor.
Bu şekilde tabakaların sayısındaki artışı görüyoruz. Şu anda 30 tabakadan fazla sayıdalar.
Burada bu tabakaların şematik bir gösterimi var.
Bu da gerçek tabakaların elektron mikroskobundaki görüntüsü var.Şimdi bu tabakalar daha fazla.
İşte bu tabakalar arsındaki kontaklar düzgün olmazsa-hizalanmazsa çip bozuk oluyor. Nm küçüldükçe de hizalamak gittikçe daha zor hale geliyor, bozuk çip oranı artıyor, birim başına maliyet yükseliyor. Üstelik üretim geometrisi de bunu ciddi oranda etkiliyor. Mesela AMD işlemcilerde kullanılan FinFET geometrili transistörler daha avantajlı. Transistör daha yatay-yayvan ve yüksekliği az, gate-source-drain kontak noktaları üstte ve kontak alanları da geniş. Intel Tri-Gate geometrisi ise daha dikey yapıda, yüzey alanı daha dar ama daha yüksek ve kontaklar daha yanda. Üstelik kontak alanları da diğerine göre daha dar. Dolayısı ile tri-gate ile doğru hizalama yapmak finfete göre çok daha zor. Bu daha büyük-daha küçük hedefe atış yapmak gibi. Hedef küçüldükçe isabet zorlaşır.
Intelin sıkıntısı bu aslında. Yıllardır 14 nm teknolojisinden 10 nm teknolojisine geçemedi. Aslında Intel 14 nm tri-gatesi transistör yüzey boyutu olarak AMD Finfetin 12 nm değerlerine tekabül ediyor. (biraz daha iyi) Ancak geometrisi kontakların yandan yapılmasına gerek duyuyor ve transistörün kendi kapladığı alan daha az olsa da (daha dar ama daha derin yapı) kontaklar da finfetin tersine biraz alan kaplıyor. Bu yüzden aynı birim alana sığdırdıkları toplam transistör sayısı denk sayılır.
Intelin sorunu bu hizalama olayı. Hem AMD işlemcilere göre daha fazla katman var hemde kontak alanları daha küçük. Hizalama hataları çok oluyor ve waferlerden çok daha az sağlam die çıkıyor (çok yüksek birim maliyet). Yoksa intel yıllardır 10 nm üretebiliyor. Sorunu yüksek hatadan dolayı düşük wafer-die verimi. Verimi birim çip başına uygun maliyet sağlayacak kadar yükseltemedi.
Eninde sonunda silikonun 1.6 nm civarlarında sonu gelecek.
< Bu mesaj bu kişi tarafından değiştirildi melikulupinar -- 9 Nisan 2019; 23:17:39 >
-
melikulupinar
kullanıcısına yanıt
Kısa vadede performans artışı için bakır yerine daha iyi bir iletken kullanılabilir mi? Yatay yerine nand flashlar gibi üst üste katmanlı şekilde üretmek mümkün mü?
Ya da önümüzdeki 20 yıl iç içinde optik bilgisayar veya grafen kullanılan bir çip gibi daha devrimsel teknolojiler hayata geçebilir mi?
< Bu ileti mobil sürüm kullanılarak atıldı > -
Bakırdan daha iyi iletken olarak gümüş var. Elimizde en iyi diyeceğimiz 4 metal iletkenlik sırasına göre gümüş, bakır, altın ve alüminyum. Bu maddelerin iletkenlik ve özdirenç katsayıları şöyle. (10^7 ve 10^-8 olarak). Alüminyumdan iyi birkaç malzeme var ama hem çok nadirler hemde diğer nitelikleri hiç uygun değil.quote:
Orijinalden alıntı: Hobar
Kısa vadede performans artışı için bakır yerine daha iyi bir iletken kullanılabilir mi? Yatay yerine nand flashlar gibi üst üste katmanlı şekilde üretmek mümkün mü?
Ya da önümüzdeki 20 yıl iç içinde optik bilgisayar veya grafen kullanılan bir çip gibi daha devrimsel teknolojiler hayata geçebilir mi?
Gümüş : 6,3 - 1,6
Bakır : 5,9 - 1,7
Altın : 4,3 - 2,4
Alümi : 3,6 - 2,8
Görüldüğü gibi gümüş hem en iyi iletken hem de içlerinde en düşük direçli materyal. Ancak az bulunuyor, pahalı ve işlemesi zor. İkinci olan bakır ise nitelik olarak hem pek geri kalmıyor, hem bol ve ucuz, hem de işlemesi kolay. Bu yüzden devrelerde gümüş yerine bakır tercih ediliyor. Altın ikisinin epey gerisinde ama korozyona dayanıklı oluşu nedeni ile genellikle pin ve kontak yerlerinin kaplanmasında kullanılıyor. (gümüşün en zayıf yanı, bu bakımdan en kötülerden biri) Alüminyum ise hem çok bol ve ucuz, hemde korozyona oldukça dirençli. Bu yüzden genelde elektrik iletim şebekesi gibi büyük miktar gerektiren veya dış etkilere açık alanlarda (havai elektrik hatları gibi) tercih ediliyor.
Gümüşün maliyeti yanında çok zayıf korozyon direnci ve BULAŞICI bir metal olması tercih edilmesini engelliyor. Çok kısa sürede korozyona uğrar (paslanır vb) ve diğer elementlerle çok fazla etkileşir. (gümüş para-madde ile duvara çizgi atabilmek gibi) Bulaşıcılığı yüksek olduğundan silisyum kristaline de karışması ve istenmeyen kirliliğe (N tipi katkı atomu gibi) neden olması riski vardır. Bu yüzden bakır en iyi tercih durumundadır.
Geçmişte çiplerde bakır yerine alüminyum kullanılıyordu. AMD bakıra K7 Athlon Thunderbird, Intel ise Pentium III Coppermine çekirdekleri ile geçti. Bundan önceki işlemcilerde frekans ve ısı daha düşük olduğundan alüminyum rahatlıkla istekleri karşılıyordu. Bakıra göre de maliyet ve dayanıklılık avantajı vardı. Alüninyumda paslanır (Korozyon). Ama demir-bakır vb gibi oluşan pas dökülmez. Bir suya demir-bakır-alüminyum çubuklar sarkıtsak üçü de sudaki oksijen nedeni ile paslanır. Demir ve bakırda pas içe doğru ilerledikçe dış kısımları dökülür ve paslanma böyle devam eder. En sonunda eriyip tamamen biterler. (demir daha hızlı)
Alüminyumda ise pas dökülmez. Koruyucu film kaplaması gibi çok sağlam bir tabaka oluşturur. Tabaka belli bir kalınlığa ulaşınca iç kısımlarda pasın ilerlemesi durur ve sağlam pas tabakası bir zırh gibi alüminyum nesneyi korozyona karşı korur. Dışarıdan fiziksel bir etki ile yerinden sökülmedikçe böyle kalır. İşlemcilerde bu avantajı nedeni ile kullanılıyordu. (+maliyet avantajı) Alüminyum iletkenin etrafında oluşan koruyucu tabaka bir yalıtkan işlevi görüyordu. (Kablo plastik kaplaması gibi). Çip içinde olduğundan fiziksel etki ile sökülmesi de söz konusu değildi. Üstelik bu tabaka oldukça iyi yalıtkandır ve işlemcilerin 3-5 volt ve yüksek akım değerleri ile çalıştığı zamanlarda daha da önemliydi.
Ancak hem iletkenliği daha az (bakırın % 61'i) hem de iç direnci daha yüksek olduğundan (bakırdan %65 yüksek) hızlı işlemcilerde kullanım alanını kaybetti. Daha az iletkenlik ve daha yüksek direnç nedeni ile daha fazla ısıya neden oluyor ve iletim kayıplarını telafi için daha yüksek voltajda çalışma gerektiriyordu. Bu durum iyice hızlanan ve transistör sayısı çok artan işlemcilerde kullanımını anlamsız hale getirdi. (acaip ısılar görebilirdik)
Nihayetinde komlex bir iletken yapı (optik, nanotüp vb) kullanıma sokulmadıkça bakırın yerini alabilecek bir atom veya molekül yok. Atom kesin yok da molekül (alaşım-bileşim) de henüz bulunmuş değil. Yani sadece iletkenlik-direnç olarak değil, bolluk, maliyet, kolaylık ve diğer niteliklerin toplamı açısından.
-
Hobar
kullanıcısına yanıt
Bakır daha yerinde ama diğerlerinden önce daha sırada silisyum yerine germanyum var. Silisyum ile 1.6-2 nm sınırına dayanınca yol bitiyor. Bundan sonra yola katırlarla, pardon! germanyumla devam edeceğiz.
Germanyun nm boyutu olarak bize hiçbir şey kazandırmıyor. Hatta bu konuda silisyumdan kötü (0,222/0,244 nanometre). Germanyumun avantajı elektriksel ve termal özelliklerindedir. Elektrik iletkenlikleri; Silisyum : 0.000252e-8×10⁶/cm-ohm, Germanyum : 1.45e-8×10⁶/cm-ohm. Elektriksel-termik nitelikleri germanyumdan yapılmış transistörlerin çok daha hızlı çalışmasını sağlıyor.
Öeneğin silisyum transistörlerde katkı durumuna göre eşik gerilimi (transistörün iletime geçme gerilimi, kapı anahtarını çevirme süremiz) 0.6-0.7 volt civarında. Bu yüzden silisyum çiplerde 0.8 volt civarı altına inemiyoruz. Zira bir de %10 (+-5) hata payı var. 0.7 volt için hata payı ile birlikte alt besleme sınırı 0,805 volt civarı oluyor. Germanyum için eşik gerilimi 0.2-03 volt aralığında. Tabii ki sıfırdan 0.2/0.3 volt eşik gerilimine ulaşmak 0.6/0.7 volta göre çok daha kısa sürede oluyor ve daha yüksek frekansa çıkabiliyoruz. Ayrıca besleme gerilimi olarak da 0.33 volt civarına inebilmek mümkün. Bu da daha az watt çeken, daha az ısınan çipler, dolayısı ile yine daha yüksek frekans demek.
Diğer husus ise kapının-geçidin açılma süresi germanyumda daha hızlı. Yani anahtarı çevirdikten sonra (eşik gerilimi) kapıyı yavaş yavaş değil hızla açmak gibi. Bu da tabii ki yine daha yüksek frekansa çıkabilmek demek. Bunun ardından da sürüklenme hızı (elektronun silisyum/germanyum içinde hareket hızı) geliyor ve germanyum daha hızlı. Kapıdan geçip koridorda yürümek yerine koşmak gibi. Elektron transistörün source ucundan drain ucuna çok daha kısa sürede ulaşıyor böylece. Özetle yine daha yüksek frekans alabiliyoruz.
Nm boyutu ve genel yapı aynı kalsa bile germanyum ile çok daha yüksek hızlara/frekanslara çıkabiliyoruz. Üstelik eşik ve besleme gerilimlerindeki avantaj sayesinde çok daha az watt çekiyor ve az ısınıyor. Bu da yine daha yüksek frekanları ulaşılır hale getiriyor.
Diğer büyük bir avantaj da termal özellikler. Bildiğimiz gibi ısı denen şey aslında materyaldeki atomların titreşmesinden ibaret. Elektronlar hareket ederken iletkendeki atomlara (elektronlarına çarpıyor) ve saçılıp güç kaybediyorlar ve sinyal zayıflıyor. Bu direnç etkisi aynı zamanda çarpılan atomlara enerji aktardığından enerjilerini artırıyor. Yani ısınma meydana geliyor. Sinyaldeki bu zayıflamanın bir kısmı saçılıp kaçan elektronların götürdüğü enerji, önemli kısmı ise çarpışma ile ısıya dönüşen enerji. Isınan maddeler de (işlemcinin soğuması vb) fazla enerjilerini iki temel yolla kaybedip soğuyorlar.
İlki termal aktarım. (İşlemcilere taktığımız soğutucu temel mantığı) Isınıp titreşen atom fazla enerjisini yan atomlara aktarıyor, onlar da yandakilere, en son hava/sıvı soğutma ortamına. Metal gibi iyi ısıl iletkenliğe sahip maddeleri bu yolla soğutmak (araba radyatör sistemi gibi) gayet verimli ve iyi işliyor. Isı üreten ile soğutan materyal-ortam arasında sıcaklık farkı ne kadar yüksekse o kadar iyi işliyor. Ancak silisyum-germanyum vb yarı iletkenler metaller kadar iyi ısıl aktarım kapasitesine sahip değil. Üstelik çiplerin kat kat katmanı yapıları bunu daha da zorlaştırıyor. Katmanlar arasında elektriksel sinyal izolasyonu için yalıtkan tabakalar var ve ısıl olarak da yalıtıma neden oluyorlar, transistör ısılarının dışarı atılması daha da zorlaşıyor.
Diğer temel soğuma/enerji kaybı mekaniği ise termal (infrared) ışıma ile oluyor. Mutlak sıfırdan sıcak her cisim enerjisine-sıcaklığına uygun enerjide/frekansta ışıma yapar. Bu enerji (frekans) görme bandımız içindeyse ışık olarak görürüz. Bizim görme alt sınırımız yaklaşık 900 Kelvine (625 celsius derece) yakın bir değerde. Aslında cisim her sıcaklık bandında (dalgaboyu-frekansında) ışınım yapar ama pik noktası burasıdır. İşlemcilerimiz vb 100 derecenin altında çılştığından bu enerji seviyesindeki ışımayı (infrared) biz göremeyiz.
Termal iletkenliği iyi olmayan materyallerin esas enerji kaybetme/soğuma yöntemi ışımadır. Yıldızlar-gezegenler böyle enerji yayar. Vakum ortamındaki cisimler (titreşim aktaramayacak) böyle ısı kaybeder. Yarıiletkenler de pek iyi termal iletkenliğe sahip olmadıklarından infrared ışıma ile enerji kaybı/soğuma daha da önemli hale gelir. Her madde ışıma ile enerji kaybettiği/soğuduğu gibi, yine kendine gelen ışımadan enerji alır/ısınır. İşte burada germanyum büyük bir avantaja sahip.
Silisyum da germanyum da temel ısı kaybını ışıma ile yapar. Çipteki transistörler bir yandan ışıma ile ısı kaybederken bir yandan da diğer transistörlerden ve bakır hatlardan yayılan ışımayı emerek ısınırlar. Öyle ki biriken ısının çoğu kendi ürettiğinden değil absorbe ettiği ışımadan gelebilir. Zira kendi tek olarak ısıl özelliğine uygun ısı üretip yayarken, milyarlarca transistör ve iletim hattı da ona ısı göndermektedir. Bunu soba ile örnekleyelim.
2 KW bir radyatörlü bir sobayı açık bir alana koyalım. 2 KW dengi ısı üretir ve yayar, kendi de belli bir ısıya ulaşır. Etrafına aynı sobadan daha çok (mesela 3x3 bir matris halinde) yerleştirelim. Hepsi hala aynı 2KW dengi ısı üretmektedirler. Ancak kendi sıcaklıkları tekil olandan epey yüksek olacaktır. Zira yaydıkları ışıma birbirlerini de ısıtacaktır. En sıcak olan da ortadaki olacaktır zira her taraftan ışıma gelmektedir. Kenardakiler ise daha az ışıma alacak daha düşük sıcaklığa çıkacaklardır. Çipteki silisyum transistöreler de aynen böyledir. Bir alana dizilmiş milyarlarca mikro soba gibidirler.
Germanyum ise bu duruma farklı tepki vermektedir. Infrared ışımadan o kadar çok çok az etkilenmektedir ki hiç etkilenmediği varsayılır ve bu çok küçük değer hesaplamalara bile katılmaz. Pratikte germanyumun infrared ışımaya karşı saydam olduğu kabul edilir. Yani çipteki germanyum transistörler, diğer transistörlerin ve bakır hatların yaydığı ışımadan etkilenmez ve sadece kendi ısıl özellikleri kadar ısı üretirler. Soba örneklerimizde her bir soba tekil sobaymış gibi olur, birbirlerinin ısılarını daha da artırmazlar. Üstelik daha büyük atomik çapa ve daha yüksek son yörünge enerji seviyesine sahip olduğundan silisyuma göre ışıma ile ısı kaybetme hızı da daha yüksektir. Özetle çok daha az ısınırlar. Bu da voltaj-watt sıkıntısından bizi büyük oranda kurtarır ve yine bu sayede daha yüksek frekanslara çıkabiliriz.
Bu kadar tantanadan sonra hala neden germanyum kullanmıyoruz denebilir. Sorun bulunabilirlik ve işleme maliyetinde. En çok bulunan elementler, dünyadaki toplam miktarları ve yerkabuğundaki (litosfer-atmosfer-hidrosfer) oranlar şöyle.
Demir : % 33.4 --- % 5
Oksijen : % 29.8 --- % 46.6
Silisyum : % 15.6 --- % 27.7
Magnezyum : % 13.9 --- % 2.1
Alüminyum : % 1.5 --- % 8.1
Bakır.... : % 0.07 --- % 1.6
Germanyum : % 0.0007 --- % 0.0011
Demir ağır olduğundan çoğunluğu dünyanın çekirdeği ve magmadadır. Bakır da ağırdır ama yüzeydeki oranı toplam oranından epey fazladır. Bunu nedeni çok bileşik yapması özellikle sülfür-klor-flor vb ile kurduğu daha hafif yapıların yüzeye daha kolay yükselebilmesidir. Özellikle volkanik etkinlikler-termal kaynaklar bakırı yüzeye taşır. (çoğunlukla sülfürle birlikte) Bir gayzerde vb yeşil çökeltiler-taşlar görürseniz bakır çıktığına emin olabilirsiniz.
Silisyum ise toplamda üçüncü, yerkabuğunda ikinci sırada. Daha da önemlisi karasal yüzeyde (ayak bastığımız, ulaşabildiğimiz, kazıp çıkarabildiğimiz) ise yaklaşık %60 ile en çok bulunan element. Silisyum-oksijen-alüminyum-demir-kalsiyum beşlisi yüzeyin %90'dan fazlasını oluşturuyor. Silisyum bol, bastığın kaya, yürüdüğün kaldırım, uzandığın kumun en az yarısı silisyum. Kolay ulaşılır, kolay işlenir, her yerde var, sudan ucuz.
Germanyumun bolluk durumu ise görüldüğü gibi vahim. Üstelik her yerde bulunmuyor, bazı bölgelere dağılmış durumda. Ulaşıp çıkarması da daha maliyetli. Üstelik silisyum dioksit gibi (kuvars-kum vb) içinden bolca saf silisyum elde edeceğimiz maden cevheri de yok. Bakır gibi maden olarak işletecek yoğunlukta kalkopirit, malahit, kalkosit, kuprit vb cevher yatakları yok. Demir gibi pirit, hematit, kalkopirit, manyetit yatakları yok. İçinden %50-60 saf alüminyum çıkan boksit gibi bir cevheri yok. Hatta az alüminyum içeren saprolit, silimanit gibi kaylar bile yok.
Özetle içinden ciddi miktarda germanyum elde edabileceğimiz hiçbir maden damarı, cevher vb yok. En büyük kaynakları hidrotermal tabanlı bir sülfür cevherleri olan germanit (% 7), agirodit (% 6) vb olan cevherlerdir. Ancak bunların işletilip çıkarması oldukça zordur. Kimse aktif bir volkanizma-hidrotermal shasına maden açmaz. Diğer kaynaklar ise genellikle sülfür-çinko bileşiklerinin saflaştırılması ve katranlı kömürün yakılmasında yan ürün olarak elde edilmesidir. Az bulunur, zor bulunur, zor ayrıştırılır, ve daha zor işlenir. Bu nedenle şimdiye kadar silikonun yerini alamadı ve bir süre de alamaz.
-
Hobar
kullanıcısına yanıt
Germanyumdan sonraki adım ise bahsettiğin katmanlı çipler. Germanyumun bütün iyi elektriksel özelliklerine rağmen frekans yine bir duvara toslayacak. Bunun deneni frekans-watt arasındaki üstel ilişki. Örneğin 100 watt 4 core bir işlemciyi 8 core yaparsak iki kat perf amaçlarsak watt iki katın biraz altında artar. (diyelim ki 180 oldu) Ancak çekirdek sayısı aynı kalp frekansı iki katına çıkarırsak watt değeri 4 kata yakın artar. (mesela 360 watt) Transistör sayısısndaki artış watt değerini lineer artırır. Frekans artışı ise üstel artırır. Bu yüzden bütün avantajlarına rağmen germanyumun da frekans duvarı var.
Boyut nedeni ile (diyelim ki 2nm-6 germanyum atomu) yatay olarak daha fazla transistor/core sığdıramadığımızda, frekansta da duvara tosladığımızda (veya watt çok artınca) gidilecek ilk yer katmanlı çipler olacak. Zaten HBM, NAND vb ile buna epey alışkınız. Germanyum burada da avantaj sağlayacak. Infrared ışımadan etkilenmediğinden çok katlı çipin ortalarında kalan transistörler de fazla ısınmayacak ve ışıma ile ısı kaybedebilecekler. Frekansı makul watt oranı ile daha fazla artıramadığımızda apartman çiplerimiz olacak ve performansı frekansta değil çekirdek sayısında arayacağız. Şu an aynı frekans sıkıntısı silisyum için var, hızdan ziyade çekirdek artırıyoruz. Germanyum ile tekrar frekansa abanacağız, yeni frekans duvarına kadar. Sonra gelsin katmanlı çipler.
Katmanlı çiplerin sonrasında parçalı olan yarı senkron-asenkron çipler görebiliriz. (Hatta ryzen bunun ilk adımını gösterdi) Şu anki çiplerimiz senkron çalışıyor. Çipteki her transistör saat sinyali ile koordineli (forsa gemisinde davulcu) olarak çalışıyor. BU da önemli bir hız sınırı. En uzak noktası 1 cm olan çipimiz olsun. Bu hat üzerinde de 10 nm boyutunda 1000 transistör. (10 mikro metre) Silisyum sürüklenme hızı 230 KMs olduğundan (230.000.000.000 mikrometre) teorik hız sınırı 23 GHz olur. (demekki ya daha fazla transistör var yada o üretim kalitesine erişemedik veya ısı/frekans zorluyor)
Nm küçüldükçe teorik hızın artacağı düşünülebilir ama hat üzerindeki transistör sayısı da artacak. Yani beklenen olmayacak, teorik hız limitimiz pek değişmeyecek. (Buradaki 1000 transistör ve 23 GHz varsayımdır. Ama mantık değişmez, hız 23 değerinde değil de başka bir değer civarında gezer, belki şimdi böyledir) Peki çipteki bütün parçaları-coreleri senkron çalıştırmasak (sadece kendi içinde senkron olsalar), çipi dörde bölsek ne olur. Bu durumda hat 1 cm yerine 0.25 cm. olur, hatta da 1000 yerine 250 transistör olabilir. Bu durumda teorik hız limiti 92 GHz olacaktır. Sadace coreleri değil içindeki parçaları da asenkron yapabilirsek, senkron çalışacak en küçük birimlerle teorik limit çok çok daha artabilir. 1 cm çipte sinyalimiz en uzak yere 1 salisede ulaşabliyorsa periyodu 0.01 sn (100 Hz) olacak çıkabileceği max hız da 50 Hz olacaktır. Boyut 0,25 cm olunca hız da 200 olur. Parçalamak, bölümlemek işte bu yüzden önemli.
Bu yarı asenkron işine de çok yabancı sayılmayız, mu mantıkta bileşenlerimiz var . Ancak tüm çipi asenkron tasarlamak epey zor. O yüzden önce yarı asekron-parçalı asenkron denenebilir. Tam asenkronun mantıksal tasarımı epey zor olur. Şimdi tüm parçalar saat sinyaline göre kendini ayarlıyor. Mesela 1600-CL9 bellekte 8 çevrim bekle sonra eriş işini yapıyor. Asenkronda bu eş güdüm olmayacak. Her parça diğer parçaya işin bittiğini haber vermeli. Hani bellek işlemciye hazırım erişebilirsin mesajı iletebilmeli. Bir bileşen başkasından talep ettiğinde sonucu takip edebilmeli. (şimdi saate göre bekliyor, basit) Asenkronda işe bileşenlerin birbirini takip edip gerektiğinde devreye gireceği mantık yapısı lazım.
Asenkronu tasarlamak zor ama üretmek kolay. Sekronda ise tam tersi, tasarlamak kolay üretmek zor. Sinyal en uzak yere yetişir mi, transistörler arasında saatsinyal faz farkı tolere edilemeyecek kadar fazla olur mu, zamanaşımı hatasından nasıl kaçınırım, sinyal bilmem nereye kadar çok zayıflarmı, işi görmesi için ne kadar volt vereyim, fazla volt ısınmayı abartıp transistör iç direçlerini düşürür mü, bu nedenle transistörler fazla akım mı geçirmeye başlar, enterfereans ve kaçak akım bela olur mu vb vb. Bu yüzden yarı iletkende frekansla gidilecek yer sınırlı ve katmanlı-parçalı-asenkron tekniklere muhtacız ilerki dönemlerde.
Sonraki adım bana göre optik transistör ve çipler. Zira optikte nanotüplere vb nazaran çok daha tecrübeli sayılırız. Kötü yanı ise boyut olarak facia olması. Kendimizi bir anda 1000 nm seviyelerinde (belki daha büyük) bulabiliriz. Bu da çok daha az transistör ve çekirdek demek. (çekirdek artırma değil azaltma dönemi olabilir) En büyük avantajı ise hız ve ısı. İletim optik olacağından sürüklenme hızına mahkum değiliz. Fotonlar optikte vakumdaki gibi ışık hızında gidemeseler de yine de çok hızlı hareket edecekler. Ba sayede yine frekansa abanabiliriz. Ayrıca ısı sorunumuz da pek olmayacak.
Grafen ise transistçr yapımı için pek uygun değil. Grafen eni-boyu olan ama yüksekliği olmayan iki boyutlu bir materyal. Üstelik de yönlü bir yapıya sahip. İki boyut petek örgüsü boyunca (en-boy yönü, x-y ekseni) çok iyi elektrik ve ısıl iletkenliği varken dikey eksende (z ekseni) çok iyi yalıtkan. Zira ısının (titreşimin) ve elektronların aktarılabileceği bir Z boyutu söz konusu değil. Boyut yok ki iletilebilsin. Bu düz iki boyutlu yapı transistör yapmayı engelliyor. Bunu yapabilmek için de grafen tabakanın şekillendirilip 3 boyutlu yapı oluşturmak gerekiyor. Bu da anlamsız zira bunu yapınca 3D karbon yapılara (nanoyüpler, hacimler vb) geçmiş oluyoruz zaten. Yani grafen transistör pek olası değil. Ancak grafen halen transistçrlerde yalıtkan katman olarak kullanılıyor.
Sonrası karbon nanotüpler olur. Boyut olarak pek avantajı yok ama elektronlar ışık hızında hareket ediyorlar. Üstelik nanotüpler süperiletken gibi davrandığından direnç söz konusu değil. Bu yüzden de ısınma olmuyor ve saçılma da olmadığından sinyal zayıflaması meydana gelmiyor. Bu da çok küçük voltaj-watt değerleri ile çalışan, ısınmayan ve çok yüksek frekanslar görebilen çipler demek.
Optik ve nanotüp transistörler deneysel olarak üretildi ve çalışıyorlar. Sorun bunları ucuz ve seri olarak üretecek ve çip gibi küçük bir alana milyarlarcasını sığdırabilecek üretim tekniklerinin bulunamamış olması. Yani bunlara daha epey zaman var.
-
Ben iletkenliği gümüş, altın, bakır diye sıralanıyor sanıyordum. 
Eğer devrimsel birşeyler bulunamaz ise eski yöntem 5-6 yıl içinde duvara çarpacak gibi duruyor. Şimdi bile etkileri hissediliyor. On sene önce ekran kartlarında falan iki seneye kalmadan performans ikiye katlardı. Şimdi aynı gelişim 5 yıl sürüyor. Sabit disk ve belleklerde bile eski kapasite artış hızı yok. Eski artış son on yılda olsa şimdi 512gb falan bellek kullanmamız lazımdı
2012 de 2tb disk almışım şimdi yaygın kapasite yine aynı. Geçen zamanda sadece ssd ler ucuzladı.
< Bu mesaj bu kişi tarafından değiştirildi Hobar -- 12 Nisan 2019; 12:6:35 >
< Bu ileti mobil sürüm kullanılarak atıldı > -
Hobar
kullanıcısına yanıt
Geliştirmek (araştırma-test-üretim maliyeti) gittikçe daha da zorlaşıyor da o yüzden.
Eskiden yeni bir işlemci çıktığında eskisi zayıf hale gelirdi ve bir önceki de direkt çöp olurdu. Mesela 80286 çıkınca 8086 çöp olmuştu. 386 çıkınca 286 sürünmeye başlamıştı. 486 çıktığında 386 gebermiş, 286 da gömülmüştü. Pentium serisi ile 386 bitti. Pentium II ile 486-586 bitti. Pentium II-Athlon ile MMX ve 686-K6 öldü. Athlon 64 ile pentium 3 ve athlon ve öncekiler gümledi. Bundan sonra gelişmeler yavaşlamaya başladı.
Phenom I, Core Duo işlemciler Athlon 64 serisini öldüremedi. Hatta Phenom II- Core 2 serisi bile. Bu forumda bile 3 sene evvele kadar Athlon 64 kullananlar vardır. Bugün programların büyük çoğunluğu required olarak Core2 Phenom II serisine göre yazılır. Bundan sonra ilerleme gıdım gıdım oldu. 2012 yılında aldığım FX-8320 ile hala her istediğimi yapıyorum.
Gelişme yavaşlıyor, maliyet artıyor ama aslında bizim cebimizden daha az para çıkıyor. Zira bir ürünü çok daha uzun süre kullanıyoruz. Hala HD-7950 ile FullHD ile oyun oynanabiliyor. (dolar yüzünden en çok satılan 1050 ile denk hatta az iyi) Eskiden olsa en az 2-3 nesil değiştirilirdi.
Ip işlemleri
Bu mesaj IP'si ile atılan mesajları ara Bu kullanıcının son IP'si ile atılan mesajları ara Bu mesaj IP'si ile kullanıcı ara Bu kullanıcının son IP'si ile kullanıcı ara
KAPAT X
Bu mesaj IP'si ile atılan mesajları ara Bu kullanıcının son IP'si ile atılan mesajları ara Bu mesaj IP'si ile kullanıcı ara Bu kullanıcının son IP'si ile kullanıcı ara
KAPAT X
