Ученые изобрели чип, ускоряющий работу компьютеров в 1000 раз

Американские инженеры разработали чип под названием N3XT, в котором кремний заменили на наноматериалы. Как стало известно , это позволило добиться увеличения вычислительной мощности компьютеров в 1000 раз.

Ключевым отличием нового чипа является многослоевая архитектура — процессоры и чипы памяти располагаются друг над другом, что позволяет существенно повысить обмен данными и, как следствие, на несколько порядков повысить производительность PC. Причем по словам ученых из Стэндфордского университета, энергопотребление нового чипа, которого за его трехмерную архитектуру окрестили «небоскребом» (skyscraper), только уменьшится.

«Совмещая высокую скорость с меньшими энергозатратами, превосходство N3XT над существующими чипами исчисляется до 1000 раз», — отметил Филлип Вонг, один из авторов исследования.

Схема архитектуры чипа N3XT

Память RRAM

Традиционная архитектура PC представляет собой разрозненные чипы, связанные между собой сетью контактов. Это значит, что данным приходится путешествовать на большие расстояния, что снижает вычислительную способность компьютера в целом. Трехмерная архитектура позволяет существенно сократить эти дистанции, тем самым повысив эффективность вычислительной машины.

Проблема заключается в специфике производства чипов. Кремний нужно нагреть до 982 градусов по Цельсию, чтобы сделать из него компьютерный чип. Наложить два готовых чипа друг на друга при таких условиях невозможно из-за высоких температур. Поэтому производители оборудования производят чипы по отдельности, а затем соединяют их проводами, чтобы получить трехмерную архитектуру.

Ученые из Стэндфорда отказались от кремния, заменив их на углеродные нанотрубки. Этот материал не требует высоких температур для производства чипов. Более того, чипы из углеродного волокна показывают более высокие результаты в работе. Как выяснил , ученые также использовали в своем прототипе резистивную память с произвольным доступом RRAM. В результате работы ученым удалось создать прототип чипа, собранный из двух слоев памяти RRAM и двух слоев транзисторов с углеродными нанотрубками. Симуляции продемонстрировали, что эффективность использования такого чипа в 1000 раз выше существующих чипов, которые сегодня стоят на службе в современных PC.