كشفت شركة IBM النقاب عن تكنولوجيا أشباه الموصلات يوم الخميس، والتي تقول إنها يمكن أن توفر رقائق كمبيوتر ذات أداء أفضل بنسبة 50 بالمائة مع تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير.
التكنولوجيا التي طورتها شركة IBM ليست جاهزة للاستخدام الصناعي بعد، لكن شركة أرمونك، ومقرها نيويورك، قالت إنها “ترى طريقًا للإنتاج في وقت مبكر من السنوات الخمس المقبلة”.
قد يعني هذا الاختراق قفزة كبيرة إلى الأمام في الوقت الذي تتسابق فيه الصناعة لحشد المزيد من الطاقة الحاسوبية في الأجهزة الأصغر حتى مع تزايد المخاوف بشأن احتياجات الطاقة الضخمة لصناعة التكنولوجيا.
بدأت شركة TSMC التايوانية، الشركة الرائدة في تصنيع الرقائق على مستوى العالم، مؤخرًا في إنتاج رقائق “2 نانومتر” على نطاق واسع، وهي أحدث التقنيات الحالية في هذه الصناعة.
وتمثل تقنية “0.7 نانومتر” الجديدة التي طورتها شركة آي بي إم خطوة دراماتيكية تتجاوز ذلك.
النانومتر، وهو وحدة قياس بالمقياس الذري، لا يشير إلى الحجم الحرفي للرقائق أو مكوناتها، ولكن إلى مدى كثافة الترانزستورات – المفاتيح الإلكترونية الصغيرة التي تشكل المعالجات – التي يمكن تجميعها معًا.
كلما كان الرقم أصغر، كلما زاد عدد الترانزستورات التي يمكن وضعها على شريحة بحجم ظفر الإصبع.
إن الإنجاز الواضح الذي حققته شركة IBM يجمع ما يقرب من 100 مليار ترانزستور في شريحة بهذا الحجم – أي ما يقرب من ضعف كثافة الشريحة ذات 2 نانومتر.
المزيد من الترانزستورات يعني حوسبة أسرع وأكثر قوة ويمكن أن تساعد في دفع التطورات مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة الأسرع، ومراكز البيانات الأكثر كفاءة، والسيارات ذاتية القيادة الأفضل، وأدوات الذكاء الاصطناعي الأكثر قدرة مثل ChatGPT.
وقالت الشركة إنه من المتوقع أن تقدم شريحة IBM الجديدة “أداءً أفضل بنسبة تصل إلى 50 بالمائة، أو كفاءة أكبر بنسبة 70 بالمائة في استخدام الطاقة مقارنة برقائق العقدة 2 نانومتر من شركة IBM”.
ويعتبر ذلك ميزة حاسمة في الوقت الذي تتصارع فيه مراكز البيانات في جميع أنحاء العالم مع متطلبات الطاقة الهائلة للذكاء الاصطناعي، حيث تعرب المجتمعات المحلية عن قلقها المتزايد بشأن عواقب المرافق.
ترتيب طبقات الشريحة هو المفتاح
يستخدم اختراق IBM بنية جديدة ثلاثية الأبعاد تسمى “nanostack”، والتي تقوم بتكديس طبقات الترانزستور فوق بعضها البعض بدلاً من ترتيبها في طبقة واحدة.
وقال جاي غامبيتا، مدير أبحاث آي بي إم: “يمثل التقدم الأخير الذي حققته شركة آي بي إم في مجال الرقائق لحظة تاريخية في مجال الحوسبة، حيث يدفع التكنولوجيا إلى ما هو أبعد من عصر النانومتر إلى مستوى الذرات”.
“نحن لا نصنع ترانزستورات أصغر فحسب، بل نعيد اختراع كيفية بناء الرقائق لتوفير المزيد من الطاقة وكفاءة الطاقة بشكل كبير.”
توفر هذه التقنية أيضًا تحسينًا بنسبة 40 بالمائة في رقائق ذاكرة SRAM – وهو أمر لم نشهده منذ عقود، كما قال هويمينغ بو، نائب رئيس شركة IBM لأشباه الموصلات.
تعمل شرائح SRAM مثل الذاكرة قصيرة المدى للمعالج، وهي عنصر مهم في الأجهزة الإلكترونية بدءًا من وحدات تحكم الألعاب وحتى أجهزة الكمبيوتر المحمولة.
تكنولوجيا IBM ليست جاهزة للإنتاج الضخم بعد، حيث تتوقع الشركة أن تصل إلى مرحلة التصنيع في غضون خمس سنوات.
يعد إنتاج مثل هذه الرقائق عملية معقدة للغاية وتتطلب معدات تصنيع متقدمة وخبرة فنية عميقة واستثمارات بمليارات الدولارات.
لا تقوم شركة IBM بتصنيع الرقائق بنفسها، وبدلاً من ذلك تقوم بترخيص تصميماتها لشركات مثل شركة Rapidus اليابانية، والتي تعمل معها على توسيع نطاق إنتاج 2 نانومتر.
تعمل TSMC حاليًا على تطوير تقنية “1.4 نانومتر” المستهدفة للإنتاج الضخم في عام 2028 تقريبًا.
