Инженеры улучшили 60-летнюю технологию выпуска чипов — КМОП+ сделает процессоры компактнее и эффективнее

Борьба за энергоэффективность классических полупроводников выходит на новый уровень. Стартап NeoLogic из Израиля на пальцах объяснил отсталость техпроцессов КМОП-производства чипов и предложил перейти на техпроцесс КМОП+ (CMOS+), лишённый множества недостатков предшественника. Это тем более важно в условиях повсеместного насаждения искусственного интеллекта и нейросетей, которые пожирают всю свободную энергию, где бы то ни было.

Обзор складного смартфона Samsung Galaxy Z Flip7: самая изящная раскладушка

Обзор ноутбука Acer Swift Go 14 (SFG14-63-R7T4) с процессором Ryzen 9 8945HS и OLED-экраном

HUAWEI Pura 80 Ultra глазами фотографа

Обзор смартфона HUAWEI Pura 80 Ultra: зум, которому нет равных

Пять причин полюбить HONOR 400

Обзор смартфона HONOR 400: реаниматор

Идеи NeoLogic нашли отклик в сердцах инвесторов. Недавно компания привлекла $10 млн для разработки энергоэффективных серверных процессоров, первую версию которого намерена представить до конца текущего года, а уже в 2027 году разработчик намерен приступить к массовому внедрению новой парадигмы в серверных и других решениях.

Так что же предлагает NeoLogic взамен комплементарной структуры металл–оксид–полупроводник, представляющей собой массив элементов из тесно связанных пар транзисторов с разной проводимостью?

Схемы КМОП изобретены в начале 60-х годов прошлого века и стали спасением для электроники 90-х и всех последующих лет. За счёт тесного размещения на кристалле множества пар разнополярных транзисторов они обеспечивают высокое быстродействие, обладают меньшими задержками и отличаются минимальным потреблением в статическом режиме. Их главный недостаток — сравнительно большая площадь на кристалле за счёт «удвоения» количества затворов. Инженеры NeoLogic предложили исправить это, явив миру упрощённые затворы, которые они назвали «элементы с пониженной сложностью» (reduced-complexity gates).

Компания NeoLogic утверждает, что её подход позволяет уменьшить размер процессоров на 40 % при одновременном снижении вдвое их энергопотребления. Чем меньше транзисторов в чипе, тем меньше энергии он потребляет. Более того, при определённой схемотехнике число транзисторов при использовании технологии CMOS+ можно будет сократить до трёх раз. Но и это ещё не всё. В рукаве NeoLogic есть ещё два туза: «одноуровневые затворы» и новая архитектура буфера обмена.

В обычных условиях CMOS-чипы имеют ограниченное число входов для обработки данных. Увеличение таковых для распараллеливания вычислений значительно усложняют схему и увеличивает потребление. NeoLogic заявляет, что её технология CMOS+ позволяет добиться небывалого параллелизма за счёт одноступенчатых затворов транзисторов. По словам компании, эти затворы могут обрабатывать значительно больше данных параллельно, чем стандартная схема CMOS, при меньшем потреблении энергии.

Наконец, буферы в схемотехнике CMOS+ оптимизирован для повышения энергоэффективности. В частности, NeoLogic предлагает увеличить площадь под буфер (какая неожиданность!).

Компания NeoLogic была основана в 2021 году главным исполнительным директором Ави Мессикой (Avi Messica) и техническим директором Зивом Лешем (Ziv Leshem). Разработчики уверены, что процессоры на базе CMOS+ будут пригодны для работы с моделями искусственного интеллекта. Компания считает, что её технология позволит работать в режиме принятия решений с меньшими энергозатратами, чем видеокарты.