Adaptive Transistoren: TU Wien forscht an Germanium-Lösung
Die TU Wien hat einen adaptiven Transistor auf Basis von Germanium gezeigt. Diesen soll man durch ein zusätzliches Gate umprogrammieren und so beispielsweise ein NAND-Gatter in ein NOR-Gatter verwandeln können.
Die großen Halbleiterfertiger sind kontinuierlich damit beschäftigt, die eigenen Prozesse immer weiter zu optimieren um mehr und bessere Transistoren auf der gleichen Fläche unterzubringen. Parallel dazu gibt es aber auch immer wieder neuartige Ansätze - und ein solcher wurde kürzlich von der TU Wien vorgestellt. Das entsprechende Paper wurde in der Fachzeitschrift ACS Nano veröffentlicht und versteckt sich dort leider hinter einer Paywall. Die Website Sci Tech Daily hat aber eine Zusammenfassung veröffentlicht.
Wandelbarer Germanium-Transistor
Die in modernen Digitalschaltungen verwendeten MOSFETs arbeiten üblicherweise in zwei Betriebszuständen: Entweder sie sind offen und es fließt Strom, oder sie sind geschlossen und es fließt (fast) kein Strom. Die Spannungsschwelle zwischen diesen beiden Zuständen und der bei einer bestimmten Spannung fließenden Strom sollen dabei bei allen Transistoren vom selben Typ möglichst konstant sein. Das ist notwendig, damit der Strom für die nachfolgenden Transistoren möglichst genau kalkuliert werden kann, damit nicht zu viele Elektronen fließen und damit unnötige Energie aufgebracht wird.
Diese Eigenschaften werden bei dem von der TU Wien gezeigten Transistor ergänzt. Neben dem schaltende Gate gibt es dort noch ein zweites Control-Gate, durch das die Eigenschaften des Transistors angepasst werden können. Das soll in Kombination mit dem Einsatz von Germanium statt Silizium dafür sorgen, dass die Eigenschaften des Transistors dynamisch angepasst werden können.
Als konkretes Beispiel wird ein NAND-Gatter genannt, das dynamisch zu einem NOR-Gatter umprogrammiert werden kann. Theoretisch ließen sich so ganze Schaltungsblöcke umfunktionieren - Ziel sind also (unter anderem) programmierbare Digitalschaltungen. Als konkretes Beispiel wird dabei eine Schaltung genannt, die durch die neue Technik aus nur 24 statt 160 Transistoren bestehen kann. Die 160 Transistoren dürften durch das fehlende Control-Gate aber pro Stück kleiner sein als die adaptiven Germanium-Schalter.
Quelle: TU Wien
Ein normaler Transistor besteht aus den Basisgebieten (Grün) und dem zum Schalten verwendeten Gate (Rot). Im Bild sorgt ein zusätzliches Control-Gate (Blau) dafür, dass die Eigenschaften des Transistors verändert werden können.
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Ein Einsatz in zukünftigen Rechenschaltungen ist in der nahen Zukunft allerdings unwahrscheinlich: Von der Forschung bis zum Produkt dauert es viele Jahre, und zumindest für CPUs und GPUs ist auch der Nutzen fraglich. Auch im Paper wird eher auf die Nachbildung von Synapsen als auch klassische Rechenschaltungen verwiesen. Zumindest für einige Teilbereiche wären adaptive Transistoren aber auch in klassischen PC-Produkten denkbar.
Quelle: Sci Tech Daily via Techpowerup
Vielleicht kommen ja auch noch ganz andere Techniken ins Spiel wo aktuell noch keiner auf die Idee gekommen wäre. Je mehr techniken gefunden werden,desto mehr Leistung haben wir am ende. Aber solche Ideenen machen das Produkt dennoch teuer. Nur wer also bereit ist solch einen hohen Aufwand zu bezahlen,der bekommt auch die maximal mögliche Leistung serviert.
Es wird gewiss noch tonnenweise Techniken geben um die Grenze auszuhebeln. Nur eines finde ich nicht gut,die half Node als Full Node auszugeben. Dadurch sinkt die Leistungsteigerungen und Sprünge werden somit immer kleiner.
Man wird also wohl am besten 5 Jahre warten können bis man mal 40-50 % mehrleistung zu haben. Und das gute ist ja,die Hardware hält nun länger. Und auch die Spiele Hersteller konzentrieren sich mehr auf die GPU.
Und gewissse Anwendung stagnieren bei der Steigerung ebenso.
DIe Hardware kann ja nicht alles ausbügeln was die Software so verbockt.ALso bleibt halt leider eine gewisse Leistung auf der Strecke.Ist gewiss nix neues.