Ученые создали процессор-небоскреб

Исследователи из Стэнфордского университета разработали принципиально новый компьютерный чип с универсальной “многоэтажной” архитектурой, где слои процессора чередуются со слоями памяти. О результатах исследования сообщается на сайте университета. Разработка ученых получила название N3XT, что расшифровывается как Nano-Engineered Computing Systems Technology или нано-инженерная технология вычислительных систем по-русски. Согласно заявлению разработчиков, эта архитектура позволит сделать все новые чипы гораздо более производительными и при этом менее энергопотребляющими.

В таком “многоэтажном” чипе процессоры и память соединены множеством миллионов коротких электропроводящих дорожек, обеспечивающих обмен сигналами между всеми компонентами этого электронного “бутерброда”. По словам Филипа Вонга, профессора, участвующего в разработке чипа, при сопоставимом с обычными компьютерными чипами количестве вычислительных единиц и объема памяти новый чип будет превосходить по производительности старый примерно в тысячу раз. Также в этом “небоскребе” вместо обычных кремниевых транзисторов будут использоваться транзисторы из углеродных нанотрубок.

Процессор N3XT

Память для многослойного чипа создается по традиционной кремниевой технологии. Подробности производства процессора на данный момент не раскрываются. Известно лишь то, что все слои нового чипа будут сначала создаваться отдельно друг от друга, а затем будут размещены друг над другом и электрически соединены. Для снижения температуры работающего многослойного чипа исследователи интегрируют в каждый слой специальный теплопроводящий материал.

Работающий прототип нового чипа, созданного с архитектурой N3XT, был впервые продемонстрирован еще в декабре 2014 года. Тогдашний образец состоял из четырех слоев: двух — резистивной памяти с произвольной выборкой (RRAM) и двух — вычислительных с транзисторами на основе углеродных нанотрубок.

Современные процессорные чипы строятся по классической “одноэтажной” технологии, разработанной четверть века тому назад. Чип при этом делится на несколько зон (вычислительные ядра, кэш-память), которые расположены в одной плоскости. Все зоны плоскости электрически соединены друг с другом, однако многочисленные длинные электрические соединения несколько снижают общую производительность данного чипа и при этом значительно повышают энергопотребление.