นักวิจัยพัฒนาชิปประมวลผล 3D ผสาน Compute และ Storage ด้วย Nanotechnology

นักวิจัยจาก Stanford University และ MIT ได้ประสบความสำเร็จในการสร้างชิปประมวลผลสถาปัตยกรรมใหม่ให้เรียงตัวได้แบบ 3D ทำให้สามารถผสานระบบ Compute และ Storage ลงภายในชิปเดียวได้สำเร็จ

งานวิจัยนี้ใช้ Carbon Nanotubes ในฐานะของหน่วยประมวลผลแทน Silicon มาทำการเชื่อมต่อเข้ากับ Resistive Random-Access Memory (RRAM) ที่เป็นหน่วยความจำแบบ Nonvolatile โดยสามารถผสาน RRAM จำนวน 1 ล้านเซลล์เข้ากับ Carbon Nanotube Field-Effect Transistor อีก 2 ล้านเซลล์ จนกลายเป็นระบบ Nanoelectronic ที่มีความซับซ้อนสูงสุดเท่าที่เคยมีมา

นอกจากนี้ด้วยขั้นตอนการผลิตที่ใช้อุณหภูมิเพียง 200 องศาเซลเซียส ก็ทำให้สามารถผลิตชิปประมวลผลนี้แบบหลายๆ ชั้นซ้อนกันได้โดยไม่ทำให้ชิปชั้นล่างๆ เสียหาย ต่างจากชิปแบบ Silicon ที่จะต้องใช้อุณหภูมิสูงถึง 1,000 องศาเซลเซียสในการผลิต ซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยที่จะผลิตซ้อนหลายชั้นโดยไม่ทำให้ชั้นล่างเสียหาย ซึ่งเหตุนี้เองก็ทำให้ชิปประมวลผลในงานวิจัยนี้สามารถมีโครงสร้างแบบ 3D และมีโอกาสที่จะเพิ่มขยายได้อีกมากในอนาคต

ในมุมของ RRAM เองนั้นก็ถือว่ามีอนาคตที่น่าสนใจ ด้วยคุณสมบัติที่ประหยัดพลังงาน และยังมีโอกาสที่จะผลิตให้มีความหนาแน่นมากยิ่งขึ้นกว่านี้ ก็อาจทำให้ RRAM สามารถแซง DRAM ได้สำเร็จในทุกแง่มุม ทั้งความหนาแน่น ความเร็ว และการประหยัดพลังงาน

การผลิตชิปประมวลผลโครงสร้างใหม่นี้ได้ จะนำมาซึ่งจุดเด่นที่การรวมระบบ Compute เข้ากับ Storage หรือหน่วยความจำในชิปเดียวได้ ทำให้การประมวลผลมีความเร็วสูงขึ้นเป็นอย่างมากด้วย Bandwidth ที่เพิ่มขึ้นมหาศาล และขนาดที่เล็กลง ซึ่งแนวคิดนี้เองก็อาจทำให้โลกของการประมวลผลมีประสิทธิภาพสูงขึ้นเป็นอย่างมาก รวมถึงยังประหยัดพลังงานอีกด้วย เหมาะสำหรับทั้งการนำไปใช้งานในเชิง Big Data และเชิง Internet of Things (IoT)

ที่มา: http://news.mit.edu/2017/new-3-d-chip-combines-computing-and-data-storage-0705