IBM, yapay zeka odaklı veri merkezleri için tasarladığı yeni çip mimarisini tanıttı. Şirket, "Nanostack" adlı yeni mimarisini "dünyanın ilk sub-1 nanometre çip teknolojisi" olarak nitelendiriyor. İnsan tırnağı büyüklüğündeki bir çipe yaklaşık 100 milyar transistör entegre edilebilen bu tasarım, önceki nesle kıyasla çok daha yüksek performans ve enerji verimliliği sunuyor.
Jay Gambetta, IBM Araştırma Direktörü, yeni teknolojinin "hesaplama gücünü enerji tüketiminde karşılık gelen bir artış olmadan önemli ölçüde artıracak bir gelecek" sunacağını belirtti. Ancak "sub-1 nanometre" ifadesi, transistörlerin fiziksel boyutlarının gerçekten 1 nanometrenin altına indiği anlamına gelmiyor. Şirket, yeni mimarisinin 0,7 nanometre (7 angström) düzeyinde çalıştığını söylese de, bu sayılar üretim sürecinin adlandırılması için kullanılan teorik ölçümler. Fiziksel olarak bu ölçekte güvenilir transistör üretmek günümüz teknolojisiyle mümkün değil.
Dikey istiflemeler daha fazla transistör sağlıyor
IBM, modern yarı iletkenlerdeki fiziksel küçülme sınırlarını aşmak için transistörleri yatayda küçültmek yerine dikey olarak üst üste yerleştiren bir mimari geliştirdi. Nanostack tasarımının temel yapı taşı, üst üste bağlanmış iki transistörden oluşuyor. Her transistör, 5 nanometre kalınlığında üç ayrı nanosheet içeriyor ve nanosheet katmanları arasında yaklaşık 9 nanometrelik boşluk bulunuyor. Her bir nanosheet, yaklaşık 15 sıra silikon atomuna eşdeğer bir yapı taşıyor.
IBM'in teknik raporlarına göre, yeni Nanostack mimarisi, şirketin önceki 2 nanometre nesline kıyasla yüzde 50'ye kadar daha yüksek işlem performansı veya yüzde 70'e kadar daha iyi enerji verimliliği sağlayabilecek potansiyele sahip. Araştırmacılar ayrıca mimarinin SRAM (Static Random-Access Memory) ölçeklenebilirliğinde yüzde 40 iyileşme sağladığını gösterdi. SRAM, yapay zeka uygulamalarında hızlı veri okuma ve yazma işlemleri için kritik önem taşıyor. IBM'in geliştirdiği kademeli kanal tasarımı sayesinde, altı transistörden oluşan SRAM bit hücrelerinin yüksekliği yüzde 40 azaltıldı.
Beş yıl içinde seri üretime geçebilir
Nanostack teknolojisi, IBM'in 2021'de tanıttığı 2 nanometre üretim sürecinin temelini oluşturan nanosheet transistör teknolojisinin bir devamı niteliğinde. IBM, yeni mimarinin seri üretime geçmesinin yaklaşık beş yıl alacağını tahmin ediyor. Şirket, teknolojinin çipmakerlere en az bir dekad boyunca daha güçlü ve verimli silikon üretme imkanı sunacak bir yol açacağını vurguluyor.