IBM prekonalo magickú hranicu: Má prvý čip pod 1 nm

Spoločnosť oficiálne predstavila novú generáciu čipovej technológie, ktorú označuje za vôbec prvú pod magickou hranicou 1 nanometra. Konkrétne hovorí o 0,7 nm (7-angströmovom) výrobnom uzle, ktorý posúva efektivitu počítačových mozgov do úplne novej dimenzie.
Vďaka tomuto pokroku sa na čip s veľkosťou obyčajného ľudského nechtu dokáže zmestiť neuveriteľných 100 miliárd tranzistorov. To je približne dvakrát viac, než zvládla doterajšia špičková 2 nm technológia predstavená v roku 2021.
Keď už niet kam uhnúť, tranzistory sa stavajú do výšky
Kľúčom k tomuto revolučnému úspechu je nová trojrozmerná architektúra s názvom Nanostack. Keďže tranzistory sa už na ploche čipu nedajú viac zmenšovať bez toho, aby nedochádzalo k neželaným fyzikálnym javom a únikom prúdu, IBM ich začalo ukladať vertikálne nad seba v špecificky posunutých vrstvách.

Z technického hľadiska je základnou jednotkou Nanostacku dvojica tranzistorov uložených nad sebou a spojených do jednej monolitickej štruktúry. Každý z nich využíva tri takzvané nanosheet vrstvy s hrúbkou približne 5 nanometrov, medzi ktorými sú miniatúrne 9-nanometrové medzery.
Z toho vyplýva dôležitý fakt: označenie 0,7 nm netreba brať doslovne ako fyzickú veľkosť jedného prvku na čipe. Ide o marketingové a technologické označenie celej generácie uzla, ktorý vďaka 3D architektúre dosahuje rovnaké hustotné parametre, aké by mal hypotetický lineárny 0,7 nm čip.
Brutálny nárast výkonu pre potreby AI
Hoci zatiaľ nejde o finálny komerčný produkt určený pre masovú výrobu, laboratórne projekcie IBM naznačujú masívny skok vpred. V porovnaní s pokročilým 2 nm uzlom by nová technológia mohla priniesť:

• O 50 % vyšší výpočtový výkon pri rovnakej spotrebe energie, alebo
• Až o 70 % lepšiu energetickú efektivitu pri zachovaní rovnakého výkonu.

IBM ukázalo čipovú technológiu 1 nm Zdroj: IBM

Pre obrie dátové centrá, cloudové servery a masívne výpočty umelej inteligencie (AI) je toto presne tá správa, na ktorú čakali. Umožní im to totiž dramaticky škálovať výkon bez toho, aby ich prevádzka vyžadovala budovanie nových elektrární.
Obrovským prínosom, ktorý IBM demonštrovalo na prestížnej konferencii VLSI 2026, je aj 40 % zlepšenie škálovania pamäte SRAM. Zmenšovanie vyrovnávacej pamäte priamo na čipoch bolo totiž v posledných rokoch úzkym hrdlom celej mikroelektroniky. Rýchlejšia lokálna pamäť priamo pri jadre drasticky zvýši priepustnosť dát v nových CPU a GPU akcelerátoroch.
Kedy uvidíme sub-1nm čipy v praxi?
IBM už úspešne overilo funkčnosť tejto architektúry prostredníctvom reálneho CMOS invertora – štruktúra teda fyzicky existuje a bez problémov zvládla základné logické operácie. Napriek tomu si na tieto čipy v našich smartfónoch či počítačoch ešte počkáme.

IBM ukázalo čipovú technológiu 1 nm Zdroj: IBM

IBM totiž čipy sama masovo nevyrába. Sústreďuje sa výhradne na výskum, pričom licenciu a patenty následne odovzdáva gigantom ako Samsung či japonský štátny projekt Rapidus. Samotné IBM odhaduje, že prvé reálne nasadenie technológie pod 1 nm v komerčnej sfére uvidíme najskôr o 5 rokov, pričom realistickejší scenár hovorí o masovom rozšírení až na prelome dekád. Prechod z laboratória na stabilnú sériovú linku je totiž tá najkomplikovanejšia fáza v celej polovodičovej vede.

Zdroj: IBM