随着无人驾驶、个性化医疗、物联网智能技术等领域的快速发展,需要强大的通信数据作为支撑,计算机芯片是实现强大数据处理能力的重要一环。应用程序分析日益增加的大量数据,数据在不同芯片之间移动的有限速率将创造一个关键的通信“瓶颈”。芯片上的空间有限,没有足够的空间将它们放在旁边,即使它们已经小型化(这是一种称为摩尔定律的现象)。
近期,据国外消息,斯坦福大学和麻省理工学院的研究人员研发新3-D芯片,有望解决当前的通信障碍。该芯片不是依赖于硅基器件,而是使用碳纳米管,它们是使用纳米圆柱体的2-D石墨烯片,以及电阻随机存取存储器(RRAM)单元。
这是一种非易失性存储器,通过了改变电阻固体电介质材料。研究人员集成了超过100万个RRAM单元和200万个碳纳米管场效应晶体管,使得最新型纳米电子系统成为新兴的纳米技术。
RRAM和碳纳米管彼此垂直地构建,形成了具有逻辑和存储器交错层的新的密集的3-D计算机体系结构。通过在这些层之间插入,这种3-D架构有望解决通信瓶颈。
根据Max Shulaker(麻省理工学院微系统技术实验室的核心成员),现有的基于硅的技术不可能采用这种架构。“现在的电路是2-D,因为建立传统的硅晶体管涉及超过1000摄氏度的极高温度,”Shulaker说。“如果然后在上面构建第二层硅电路,那么高温会损坏电路的底层。”
这项工作的关键是碳纳米管电路和RRAM存储器可以在低于200℃的低温下制造。“这意味着它们可以层叠而不会损害下面的电路”。
新3-D芯片将会带给计算机哪些好处?
·新的三维计算机架构提供了密集和细粒度的计算和数据存储集成,大大克服了芯片之间移动数据的瓶颈,因此,该芯片能够存储大量数据,将庞大杂乱的数据转化为有用的信息。