مترجم: محمدحسین کردونی
پیشرفت مهم بعدی در پردازشگرهای کامپیوتر میتواند تغییر از تراشههای دو ُبعدی امروزی به مدارهای سه بعدی باشد. اولین مدارهای شدت جريان برق موازی سه بعدی با سرعت 1.4 گیگاهرتز در دانشگاه راچستر در حال کار است.
تراشهی راچستر بر خلاف تلاشهای گذشته در ساخت تراشههای سه بعدی؛ تنها تعدادی از تراشههای معمولی که روی هم قرار گرفتهاند، نیست. این محصول به طور خاص برای بهینهسازی عمودی تمام عملکردهای کلیدیای که تراشهها به طور افقی انجام میدهند، طراحی و ساخته شده است. با کمک چنین طرحی، انجام هم زمان وظایف، توزیع نیرو و فرستادن سیگنال به فواصل دور برای اولین بار در سه بعد ممکن شده است.
ابی فریدمن (Eby Frieman)، پروفسور برجستهی رشتهی مهندسی کامپیوتر و الکترونیک در دانشگاه راچستر و مسئول پروژهی این پردازشگر میگوید: «من اسمش را مکعب میگذارم، زیرا دیگر یک تراشه نیست. بلکه آیندهی شیوهی محاسبات است. هنگامی که تراشهها به هم بچسبند، قادر به انجام کارهایی هستند که شما هیچگاه نمیتوانید با یک تراشهی دو بعدی معمولی انجام دهید.»فریدمن که با واسیلیس پاولیدیس (Vasilis Pavlidis)، یکی از دانشجویان مهندسی، روی این پروژه کار میکند، میگوید بسیاری در صنعت مدارهای مجتمع دربارهی محدودیتهای کوچکسازی صحبت میکنند، نقطهای که در آن کنار هم گذاشتن تراشههای بیشتر غیر ممکن به نظر میرسد و باعث محدودیت قابلیتهای پردازشگرهای نسل آینده میشود. او میگوید برخی از طراحان مدارهای مجتمع انتظار روزی را میکشند که به سوی بعد سوم گام بردارند و ترانزیستورها را روی هم پشته کنند.
اما با توسعهی عمودی دستهای از مشکلات هم از راه خواهند رسید و فریدمن میگوید راه حل، طراحی تراشهای سه بعدی است که در آن تمام لایهها به سان یک سیستم عمل کنند. فریدمن میگوید هماهنگ کردن هر سه سطح یک تراشه سه بعدی درست مثل ابداع دستگاهی برای کنترل ترافیک تمام آمریکا است و بعد گذاشتن دو لایهی دیگر از ترافیک آمریکا روی اولی و کنترل ذرهذرهی ترافیک آن از هر نقطهای به هر مقصدی خواهد بود و در همین حال باید هماهنگی میلیونها رانندهی دیگر به صورت همزمان نیز حفظ شود.
فریدمن میگوید برای درک بهتر از پیچیدگی این وضعیت دو لایهی دیگر آمریکا را به چیزی شبیه چین و هند که قوانین رانندگیشان کاملا متفاوت است تغییر دهید تا پیچیدگی و چالش طراحی یک سیستم کنترلی واحد برای کار در هر تراشه رفتهرفته برای شما آشکارتر شود.
چون که هر لایه میتواند عملکرد مستقلی مانند تبدیل فایلهای MP3 به فایلهای صوتی یا شناسایی نور در دوربین دیجیتال داشته باشد، این تراشهی سه بعدی عملا یک برد مدار (circuit board) به حساب میآید که داخل بستهی بسیار کوچکی جاسازی شده است. او ميگوید که تراشههای وسایلی شبیه به iPod میتوانند تا یک دهم حجم فعلیشان فشرده شده و سرعتشان ده برابر شود.
امکان رسیدن به این فناوری را، معماری طراحیِ فریدمن و شاگردانش فراهم کرده است. معماریای که از بسیاری از ترفندهای پردازشگرهای معمول استفاده میکند و همچنین میزان مقاومت صوری برقی (impedance) را که ممکن است از یک تراشه به تراشهی دیگر رخ بدهد و همچنین تفاوت سرعت عملکرد و میزان مصرف برق را کنترل میکند. ساخت این تراشه نیز منحصر به فرد است. این تراشه که در MIT تولید شده است، بایستی میلیونها سوراخ مته شده روی عایقی که لایهها را جدا میکند داشته باشد، تا دهها هزار ارتباط عمودی بین ترانزیستورها در لایههای مختلف به وجود بیایند.
فریدمن میگوید: «آیا ما بالاخره به نقطهای میرسیم که دیگر امکان کوچکتر کردن مدارها وجود نداشته باشد؟ این موضوع به صورت افقی صحیح است. ولی ما داریم رشد را عمودی میکنیم و این دیگر محدودیتی ندارد. حداقل در طول عمر من که این طور است و در مورد رسیدن به محدودیتهای جدید میتوانید با نوههایم صحبت کنید!»
| < قبلی | بعدی > |
|---|