Het is een technische mijlpaal die een grote impact zal hebben op de snelheid van apparaten, maar ook de CO2-voetafdruk van datacenters moet verkleinen: s Werelds eerste chip met 2-nanometer technologie. IBM heeft ze ontwikkeld.
Chips maken nu deel uit van ons dagelijks leven en zijn te vinden in bijna elk apparaat dat we gebruiken – van mobiele telefoons, slimme huishoudelijke apparaten en auto’s tot servers in datacentra. En ook in apparaten waar we zelden toegang toe hebben, zoals Mars-robots en satellieten. De vraag naar snellere en energiezuinigere door chips aangedreven apparaten neemt met de dag toe, vooral in het tijdperk van kunstmatige intelligentie, machinaal leren, het internet der dingen en de cloud.
De 2nm-chip van IBM voldoet aan de eisen. Met ’s werelds kleinste architectuur levert hij 45 procent betere prestaties en verbruikt hij 75 procent minder stroom dan de 7nm-chips die vandaag beschikbaar zijn.
Ter illustratie: een nanometer is een miljardste van een meter. Met 2-nm-technologie kunnen 50 miljard transistors worden ondergebracht op een chip ter grootte van een vingernagel. Op een 300-mm-chipwafer zijn er dus bijna tien keer meer 2-nm-transistoren dan er bomen zijn – wereldwijd.
De impact moet door iedereen worden gevoeld
De verwachtingen zijn hooggespannen. “Dit chipontwerp zal de basis vormen voor toekomstige systemen van zowel IBM als andere fabrikanten,” aldus IBM. De redenen zijn talrijk en ernstig. Deze technologie zou
- de koolstofvoetafdruk van datacenters, waarvan het energieverbruik blijft stijgen, kunnen verkleinen. Als elk datacenter zijn servers zou omschakelen op 2nm-processoren, zou dat genoeg energie kunnen besparen om 43 miljoen huizen van stroom te voorzien, aldus IBM.
- Snelle mobiele telefoons: 2nm-technologie kan zorgen voor snellere toegang tot internet, snellere apps, betere ondersteuning voor realtime vertalingen en snellere 5G- of 6G-connectiviteit.
- Viervoudig de batterijduur van mobiele telefoons.
- De functies van een laptop worden drastisch versneld, van snellere verwerking in toepassingen tot eenvoudiger taalvertaalondersteuning en snellere internettoegang.
- zorgen voor snellere objectherkenning en responstijd in autonome voertuigen.
De 2-nm-technologie is ontwikkeld door IBM Research in zijn onderzoekscentrum in Albany, in de staat New York, een van de meest geavanceerde onderzoeksfaciliteiten voor halfgeleiders ter wereld. Hier heeft IBM een publiek-privaat innovatienetwerk opgebouwd met leden als Samsung Electronics, de staat New York en, meer recentelijk, Intel, om de grenzen te verleggen van de zogenaamde logic scaling en om onderzoek en ontwikkeling te bevorderen op het gebied van halfgeleiderontwerp, prototyping, verpakking en fabricage.
Innovatie met erfgoed
Meer transistors op een chip betekent ook dat processorontwerpers meer mogelijkheden hebben om op core-niveau te innoveren en zo de mogelijkheden voor toonaangevende werklasten, zoals AI en cloud computing, te verbeteren, evenals nieuwe mogelijkheden voor hardwarematige beveiliging en encryptie.
Chip-ontwikkeling is niet nieuw in de geschiedenis van IBM. In 2015 had Big Blue de eerste 7-nanometer-testchip ontwikkeld. In 2017 ontwikkelde het team een testchip van 5 nanometer op basis van de zogenaamde nanosheet-technologie. Daarnaast zijn er ontwikkelingen op het gebied van single-cell DRAM, Dennards schalingswetten, chemisch verbeterde fotoresisten, koperen interconnectbedrading, silicon-on-insulator-technologie, multi-core microprocessoren, high-k gate diëlektrics, embedded DRAM en 3D chip stacking.
Deze innovaties, aldus IBM, worden direct doorgevoerd in zijn hardware roadmap. De eerste op 7 nm gebaseerde processor zal dit jaar debuteren in het “IBM Power 10-systeem”.