تكنولوجيا رقائق جديدة من آي بي إم تفتح الباب أمام قدرات حوسبة

ما هو «تكنولوجيا رقائق 0.7 نانومتر»؟

تكنولوجيا رقائق 0.7 نانومتر من آي بي إم هي في الواقع تقنية 7 أنغستروم، حيث أن 1 نانومتر يتكون من 10 أنغستروم. لكن يجب أن ندرك أن هذه الأرقام لا تحدد أبعاد مادية فعلية للسمات في رقائق آي بي إم. في الماضي، كانت الأجيال القديمة من الرقائق التي تم تطويرها في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي تتميز بسمات مادية تتطابق مع الرقم في اسم تقنية رقائقها أو معالجتها - مثل الرقائق المصنوعة في 180 نانومتر - لكن هذا لم يكن الحال منذ عقود، ولا سيما في أجيال أحدث من 3 نانومتر أو 2 نانومتر.

تكنولوجيا «نانو ستاك» الجديدة

تكنولوجيا «نانو ستاك» الجديدة من آي بي إم هي تقنية تجميع ترانزستورات عموديًا في تخطيط مائل لتعبئة المزيد من الترانزستورات في نفس مساحة الرقاقة. وتستند هذه التكنولوجيا على تطوير شركة آي بي إم السابق لنانوشيت ترانزستورز، مما يفتح الطريق أمام 2 نانومتر من تقنية رقائقها التي تم تقديمها في 2021. وتتشكل الوحدة الأساسية لتكنولوجيا «نانو ستاك» من آي بي إم من ترانزستورين مكدسين ومربوطين معًا. وتتكون كل من الترانزستورات من ثلاث نانو شيتات، كل منها سمك 5 نانومتر، ما يعادل حوالي 15 صف من ذرات السيليكون. وهناك أيضًا مسافة حوالي 9 نانومتر تفصل كل نانو شيت. وتوقعات تقارير تقنية منشورة من شركة آي بي إم أن تقنية «نانو ستاك» يمكن أن تفتح الطريق أمام 50% من أداء حوسبة أعلى أو 70% من الكفاءة في الطاقة عن جيل سابق من 2 نانومتر من تقنية رقائقها. وقدمتها الشركة في «مؤتمر VLSI 2025» في كيوتو، اليابان. وقد أظهر باحثو آي بي إم أيضًا كيف يمكن للتكنولوجيا «نانو ستاك» أن توفّر 40% من تحسين في التوسّع للذاكرة العشوائية الساكنة (SRAM) في «مؤتمر VLSI 2026». وتسمح SRAM بعمليات قراءة وكتابة سريعة ولكن باهظة من الطاقة، وهي ضرورية في العديد من التطبيقات AI. وتتمثل التحسينات في تصميم قنوات مائل للخلية SRAM - وحدة تخزين الذاكرة تتألف من ستة ترانزستورات - مما يحد من الارتفاع الإجمالي للخلية بنسبة 40% وتتيح تعبئة المزيد من SRAM في نفس مساحة الرقاقة. وهذا من شأنه أن يكون خبرًا مرحبًا به لطراحي الرقائق الذين يهدفون إلى دعم عملاء AI، حيث أن توسّع SRAM قد انخفض بشكل دراستي في أجيال أحدث من تقنية الرقائق. على سبيل المثال، لم يتحسن توسّع SRAM إلا بنسبة قليلة بين 3 نانومتر من جيل الرقائق و 2 نانومتر من جيل الرقائق، كما شرح غامبطة. «ستتوطّن هذه الإنجازات في تدفقات AI، والتي تتطلب بانداوات أعلى وفعالية»، قال غامبطة.

خريطة الطريق للجيل القادم من رقائق 1 نانومتر

كشركة تقوم ببحوث تقنية الرقائق، لا تبيع آي بي إم رقائق تجارية يمكن أن تذهب إلى مراكز بيانات AI أو أجهزة مستخدمين. بدلاً من ذلك، شريكتها مع شركات تصنيع رقائق مثل رابيدوس في اليابان لإنتاج 2 نانومتر من رقائقها على نطاق واسع على أساس تقنية نانو شيت، أو لتسويق التكنولوجيا ذات الصلة في شراكة أخرى مع سامسونج في كوريا الجنوبية. وقد تبعت شركات أخرى عمل آي بي إم الاستباقي دون أي تعاون مباشر. على سبيل المثال، طور تايوان إس إم سي نانو شيت ترانزستورز لتهديتها الخاصة ل2 نانومتر من تقنية الرقائق. «توقّع أن تصبح نانو شيت أساس الجيل القادم من تجميع الترانزستور»، قال هومينغ بو، نائب رئيس بحث آي بي إم للبحوث العالمية وتكنولوجيا إلكترونيات. «اليوم، نانو شيت هو متبع من قبل جميع الموردين الرئيسيين في معظم 3 نانومتر من الرقائق وفي جميع 2 نانومتر من الرقائق». وتوقّع بو أن يمكن أن تبدأ رقائق تجارية في 0.7 نانومتر من تقنية الرقائق وتكنولوجيا «نانو ستاك» الجديدة في الإنتاج في أقرب من 5 سنوات، وربما في غضون عقد من الزمن. «ستحل محل نانو شيت كالمعيار الحالي في الموردين الرئيسيين، سواء كانت CPUs أو GPUs»، قال بو. «في غضون عقد من الزمن، ستكون هذه هي المعيار التالي الذي اخترعناه وساعدنا على تحويل الصناعة».

صورة توضيحية من المقال