با توجه به "علم" وب سایت رسمی مجله ایالات متحده گزارش 24 ژوئیه، دارپا اعلام کرد در مجموع برنامه 75 میلیون $ طراحی شده برای افزایش پژوهش های بنیادی از طریق مواد جدید و طرح های جدید عبارتند از نانولوله های کربنی، از جمله احیای صنعت تراشه در طول پنج سال آینده، پروژه دارپا در سال جاری خواهد به $ 300 میلیون دلار رشد، بالغ بر 1.5 میلیارد $، کمک های مالی برای محافل دانشگاهی و صنعتی است.
در این راستا، اریکا فوز، کارشناس سیاست علم کامپیوتر در دانشگاه کارنگی ملون در ایالات متحده، با شادی گفت: "این یک لحظه بسیار مهم برای انجام این مرحله است."
تراشه های سیلیکون در حال نزدیک شدن به محدودیت های فیزیکی هستند
در سال 1965، گوردون مور، یکی از بنیانگذاران اینتل، پیشنهاد کرد که تعداد ترانزیستورهایی که هر 18 ماه یکبار می توانند بر روی تراشه دو برابر شوند، این چیزی است که ما در مورد قانون مور می دانیم.
در 30 سال بعد، توسعه تراشه از طریق کاهش اندازه اجزای تراشه از قانون مور پیروی کرده است. با این حال، در قرن بیست و یکم، سادگی کاهش اندازه به پایان رسیده است.
اگر تراشه به 2 نانومتر کاهش یابد، یک ترانزیستور تنها 10 اتم اندازه خواهد داشت. قابلیت اطمینان این ترانزیستور کوچک به احتمال زیاد مشکل ساز خواهد بود. با اتصال ترانزیستور ها نزدیک تر می شود، مشکل دیگری نیز برجسته می شود. مصرف برق بزرگتر خواهد شد.
Max Surak، یک مهندس برق در موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، گفت که علاوه بر این، سرعت تراشه راکد بوده است و بهره وری انرژی تراشه نسل بعدی تنها 30 درصد افزایش می یابد.
نوکیا آزمایشگاههای بل متخصص ارتباطات بی سیم گرگوری رایت اشاره کرد که تولید کنندگان در حال نزدیک شدن به محدودیت های فیزیکی از سیلیکون است. الکترون ها به تنها 100 اتم های سیلیکون گسترده ای محدود، دانشمندان مجبور نیاز به استفاده از پیچیده طراحی شده برای جلوگیری از نشت الکترون و این به اشتباه منجر می شود: "ما اکنون فرصت زیادی برای بهبود ندارد، ما باید راه دیگری پیدا کنیم."
دانشگاه میشیگان دانشمند کامپیوتر والریا تاکو بل گفت که تنها چند شرکت می تواند هزینه های میلیارد دلار در کارخانه تولید تراشه استطاعت، که قتل این را یک بار توسط کوچک درست راه اندازی شرکت تحت سلطه نوآوری
Flowserve گفت که برخی از شرکت های بزرگ شروع به طراحی تراشه های اختصاصی برای وظایف خاص کرده اند که انگیزه آنها برای پرداخت مطالبات اساسی را که می تواند به اشتراک گذاشته شود را کاهش داده است. مطالعه ای که توسط Flowserve و همکارانش انجام شد، اشاره کرد که در سال 1996، 80 شرکت پیوست. جامعه پژوهشی نیمه هادی در کارولینای شمالی تا سال 2013 کمتر از نصف کاهش یافته است.
مواد جدید، معماری جدید به دنبال دارد
DARPA در حال تلاش برای پر کردن این شکاف و تأمین مالی برای محققان از جمله سوکار است. سوارک از تراشههای سهبعدی ساخته شده از نانولولههای کربنی برای ساخت تراشههای سه بعدی سریعتر و کارآمدتر از ترانزیستورهای سیلیکون استفاده میکند. سوئیچ
در حال حاضر، بسیاری از شرکت ها از تراشه های سیلیکون برای ساخت تراشه های سه بعدی استفاده می کنند تا توابع منطق و ذخیره سازی بتوانند برای سرعت بخشیدن به پردازش بیشتر ترکیب شوند. با این حال، به دلیل اینکه خطوط انتقال اطلاعات بین لایه های تراشه بیش از حد بزرگ و پراکنده هستند، سرعت چیپ آهستهتر است. از آنجاییکه لایه هسته دو بعدی سیلیکونی باید به صورت جداگانه در دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد ساخته شود، ساخت تراشه 3D براساس طرح تولید مجتمع موجود بدون ذوب شدن لایه سوم غیر ممکن است.
سوارک توضیح می دهد که ترانزیستورهای نانولوله های کربنی را می توان در دمای اتاق تولید کرد، و یک راه بهتر برای ترکیب تراشه های سهبعدی سه بعدی است. با وجود اینکه تراشه های 3D تیم خود 10 برابر بزرگتر از دستگاه های پیشرفته سیلیکون هستند، تراشه ها انتظار می رود که سرعت و بهره وری انرژی 50 بار افزایش یابد. این یک مزیت برای مراکز داده با مصرف برق بزرگ است.
علاوه بر این، پروژه DARPA از تحقیق در مورد معماری های تراشه انعطاف پذیر پشتیبانی می کند.
کارشناس ارتباطات بی سیم در دانشگاه ایالتی آریزونا دانیل سعادت و همکارانش امیدوارند به استفاده از اثر سریع به پیکربندی مجدد تراشه برای انجام وظایف خاص به منظور بهبود ارتباطات بی سیم است. سعادت متعهد به توسعه استفاده از نرم افزار به جای سخت افزار را به مخلوط است و تراشه فیلتر سیگنال های رادیویی، این پیشرفت دستگاه های بیشتر را قادر به ارسال و دریافت سیگنال بدون تداخل. او گفت که این می تواند از ارتباطات تلفن همراه و ماهواره ای، بهبود و سرعت بخشیدن به دستگاه های بسیاری است که با یکدیگر رشد چیزهایی ارتباط برقرار کنید.
یکی دیگر از کمک های مالی DARPA به محققان دانشگاه استنفورد برای بهبود ابزارهای کامپیوتری مورد استفاده در تولید تراشه داده می شود. این ابزار ها، طرح های جدید تراشه از طریق هوش مصنوعی به نام یادگیری ماشین را تایید می کند. معایب طراحی در تراشه ها از میلیاردها ترانزیستور تشکیل شده است، که بیشتر آنها قبلا به صورت دستی انجام شده است و ابزارهای جدید به سرعت وظیفه و افزایش توانایی شرکت برای تست و ساخت ساختارهای جدید تراشه کمک می کنند.
سباشی میترا، محقق پروژه مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه استنفورد، نانوتوب 3D کربن و پروژه تصدیق مدار، اظهار داشت که حتی اگر تعداد کمی از پروژه های جدید موفق باشند، برنامه جدید مالی DARPA، طراحی ما از محصولات الکترونیکی را انقلابی خواهد کرد. به گفته وی، این نیز مهندسان را وادار به فراتر رفتن از سیلیکنی می کند که در دهه های گذشته در زمینه تراشه بوده است. اکنون به نظر می رسد واضح است که سیلیکون از مسیر شناخته شده پیروی می کند، اما ما به وضوح می دانیم که آینده این نیست. به دنبال ".