탄소 나노 튜브를 이용하여 실리콘없이 CPU를 만드는 연구원 | 기술력 - 연구원

탄소 나노 튜브를 이용한 실리콘없는 CPU 구축



It is no secret that silicon manufacturing is an expensive and difficult process which requires big investment and a lot of effort to get right. Take Intel's 10 nm for example. It was originally planned to launch in 2015, but because of technical difficulties, it got delayed for 2019. That shows how silicon scaling is getting more difficult than ever, while costs are rising exponentially. Development of newer nodes is expected to cost billions of Dollars more, just for the research alone and that is not even including the costs for the setting up a manufacturing facility. In order to prepare for the moment when the development of ever-decreasing size nodes becomes financially and physically unfeasible, researchers are exploring new technologies that could replace and possibly possess even better electrical properties than silicon. One such material (actually a structure made from it) is Carbon Nanotube or CNT in short.

MIT의 연구원들은 Analog Devices의 과학자들과 공동으로 CNT를 사용하여 RISC-V 아키텍처 기반의 CPU를 성공적으로 구축했습니다. RV16X Nano라고하는이 CPU는 현재 고전적인 'Hello World'프로그램 만 실행할 수 있습니다. CNT는 천연 반도체이지만, 제조시 금속 나노 튜브로 제조되고있다. 이는 금속 나노 튜브가 제조 에코 시스템에 쉽게 통합 될 수 있기 때문입니다. CNT는 XYZ 축에 무작위로 배치되는 경향이 있기 때문에 생산에 많은 어려움이 있습니다. MIT와 Analog Devices의 연구원들은 충분한 임의의 튜브가 잘 배치되도록 충분히 큰 표면을 만들어이 문제를 해결했습니다. CPU는 RISC-V 아키텍처를 기반으로하며, 특히 16 비트 메모리 주소 설계에서 32 비트 명령을 처리하도록 설계되었습니다. CPU 파이프 라인의 모든 단계 (명령 페치, 디코드, 레지스터 읽기, 실행 및 다시 쓰기)의 너비는 16 비트이므로 CPU는 공식적으로 16 비트로 선언됩니다. AND 또는 NOT 게이트와 같은 14,000 개의 논리 게이트를 사용하여 완전한 기능을 갖춘 디자인으로 만듭니다. 나노 튜브를주의 깊게 조작 한 결과, 연구원들은 100 % 수율을 끌어 냈는데, 이는 14,000 개의 게이트가 모두 올바르게 작동했음을 의미합니다. Hello World 프로그램의 실행 파형은 다음과 같습니다 (이 기술의 위치를 ​​고려할 때 Crysis는 아니지만 상당히 인상적인 성과입니다). The technology isn't perfect, yet. The chip ran at a very low clock speed of only 10 kHz, which means that your average CPU is an order of magnitude faster than this. With all of the flaws, this demonstration is an important achievement for the technology - a proof of concept. It shows that you are able to manufacture a working example of CPU based on something that doesn't require silicon and possibly is even better than it. We just haven't perfected all of the bits and pieces required to get CNTs at the same level of performance we already have. Sources: Nature Magazine, ArsTechnica