پیشرفت بزرگ جدید در زمینه ی پردازنده های کامپیوتر می تواند حرکت از تراشه های دو بعدی امروزی به سمت مدارهای سه بعدی باشد. اولین مدار هم زمانی در حال حاضر با فرکانس 1.4 گیگاهرتز در دانشگاه راچستر قرار دارد.

به گزارش خبرگزاری برق، الکترونیک و کامپیوتر ایران (الکترونیوز) و به نقل از فیزورگ، بر خلاف تلاش های گذشته برای تراشه های سه بعدی، تراشه ی راچستر تعدادی پردازنده ی منظم که بر روی هم چیده شده اند نیست. این تراشه بطور خاص برای بهبود عملکردهای پردازشی کلیدی بطور عمودی از طریق لایه های چندگانه ی پردازنده، طراحی و ساخته شده است در حالی که تراشه های عادی این عمل را بطور افقی انجام می دهند. این طراحی به منزله ی وظایفی همچون هم زمانی، توزیع قدرت و ارسال سیگنال در مسافت های طولانی می باشد که همگی برای اولین بار بصورت سه بعدی صورت می پذیرند.

اِبی فریدمن، استاد برجسته ی مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه راچستر و مدیر دانشکده ی مخصوص این پردازنده، گفت: "در حال حاضر من آن را یک مکعب می نامم، چون آن تنها یک تراشه نیست. این راهی است که محاسبات آینده با این شیوه انجام خواهند شد. آنچه که با این تراشه ها قابل انجام است هرگز با تراشه های دو بعدی امکان پذیر نیست."

فریدمن که با واسیلیس پاولیدیس دانشجوی مهندسی کار می کند، گفت که بسیاری در صنعت مدار مجتمع از محدودیت های مینیاتورسازی (کوچک کردن) سخن می گویند که در اینصورت بسته بندی تراشه های بیشتر در کنار یکدیگر غیر ممکن خواهد بود و بنابراین قابلیت های پردازنده های آینده نیز محدود خواهد شد. به گفته ی وی، تعدادی از طراحان مدار مجتمع پیش بینی می کنند که روزی با پشته سازی ترانزیستورها بر روی یکدیگر مدارهای سه بعدی توسعه داده خواهند شد.

اما با توسعه ی عمودی گروهی از مشکلات بروز خواهند کرد و به گفته ی فریدمن راه حل آن طراحی یک تراشه ی سه بعدی است که در آن تمام لایه ها مانند یک سیستم واحد عمل می کنند. فریدمن افزود نایل شدن به هر سه مرحله ی تراشه ی سه بعدی برای عملکرد هماهنگ، شبیه تلاش برای ساختن یک سیستم کنترل ترافیک در تمام ایالات متحده و سپس قرار دادن دو ایالات متحده ی دیگر بر روی اولی و بطریقی دسترسی به هر نقطه از ترافیک از هر نقطه روی هر طبقه می باشد این در حالی است که بطور هم زمان ترافیک برای میلیون ها راننده ی دیگر هماهنگ می شود.

چون هر لایه می تواند پردازنده ای متفاوت با عملکردی متفاوت باشد، همچون تبدیل فایل های MP3 به آدیو یا تشخیص نور در دوربین دیجیتال، به گفته ی فریدمن تراشه ی سه بعدی لزوماً یک برد مداری کامل است که تا خورده است و به بسته بندی کوچک تبدیل شده است. این تراشه ها درون چیزی مثل یک iPod می توانند تا ده برابر فشرده شوند و تا ده برابر سریع تر عمل کنند.

آنچه که همه ی این ها را ممکن می سازد ساختار طراحی شده توسط فریدمن و دانشجویان وی است که در آن بسیاری از رموز پردازنده های عادی مورد استفاده قرار گرفته اند اما تمهیداتی نیز برای تفاوت امپدانس ها از تراشه ای به تراشه ی دیگر، سرعت های عملکرد متفاوت و نیازهای قدرتی متفاوت اندیشیده شده است. ساختمان این تراشه منحصر بفرد است. تراشه ی ساخته شده در MIT باید میلیون ها منفذ داشته باشد که برای عایق بندی و جداکردن لایه ها ایجاد می شوند تا امکان اتصال عمودی بیشمار ترانزیستور در لایه های مختلف وجود داشته باشد.

فریدمن گفت: "آیا ما به نقطه ای خواهیم رسید که دیگر نتوانیم مدارهای مجتمع را کوچکتر کنیم؟ بطور افقی، بله. اما ما شروع به کوچک کردن بطور عمودی کرده ایم که هیچ وقت به پایان نمی رسد."

لینک دائمی | نسخه مناسب چاپ | ارسال لينك اين صفحه به دوستان |