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财联社-深度 8分钟前

IBM 开创“亚 1 纳米”芯片时代:指甲盖大小塞进千亿晶体管

财联社 6 月 25 日讯(编辑 史正丞)北京时间周四傍晚,老牌科技巨头 IBM 宣布推出 "全球首个亚 1 纳米芯片技术",展示逻辑芯片刚开始迈入 "2nm 时代 " 的当下,还有办法继续通过技术跃迁大幅提升能效。

(来源:IBM)

具体而言,IBM 的最新 " 重大半导体突破 " 是所谓 0.7 纳米(7 埃)节点的晶体管架构,能够在指甲大小的芯片上集成近 1000 亿个晶体管,密度几乎是 IBM 2021 发布的 2nm 芯片的一倍。

在另一篇博客中,IBM 表示,如今流行的 AI 加速器大约能提供 1,500TOPS(万亿次操作 / 秒)的算力,采用 7 埃技术的加速器可提供约 7 倍的性能,达到约 7,000 TOPS。若用 7 埃芯片来训练当今庞大、处于前沿的 LLM,可以将训练时间从约三个月大幅缩短到几周。

为了实现这一进步,IBM 开发了一种名为 " 纳米栈 "(nanostack)的新型晶体管架构。这种架构将晶体管进行垂直堆叠并错位排列,利用三维顺序集成技术,在一块芯片上塞入更多晶体管。

该设计还解锁了在每个堆叠层内使用不同材料组合的可能性,从而在不相互影响的情况下优化每个晶体管的性能和能效。

需要注意的是,如今晶体管节点的命名更多指向制造工艺,而并非芯片中接触式金属导线的宽度。在 IBM 的案例中,这意味着原子级工程——晶体管由三层各厚约 5 纳米(约 15 个原子)的薄片构成,薄片间距为 9 纳米。

IBM 强调,与 2nm 芯片相比,新芯片预计将实现显著性能飞跃——性能提升最高可达 50%,或能效提升高达 70%

IBM 研究人员也证明," 纳米栈 " 架构能够使得 SRAM(静态随机存取存储器)规模提升 40%。IBM 声称,这是内存容量方面的一次巨大跃升,类似幅度的进步行业十多年来未曾见到。片上内存访问是 AI 计算中的关键瓶颈之一,而团队通过新的 7 埃米设计解决了这一问题。

与 5 年前不同,IBM 暂未公布 " 亚纳米芯片 " 的生产合作伙伴,仅表示目标在未来五年内将亚纳米芯片技术商业化部署

据悉,IBM 目前正与日本代工厂 Rapidus 合作扩大 2 纳米工艺芯片的制造规模,同时全球三大代工厂(台积电、三星和英特尔)都已启用 IBM 开发的 2 纳米技术进行芯片量产。

IBM Research 负责人杰伊 · 甘贝塔(Jay Gambetta)表示:" 制造这些亚纳米芯片的合作伙伴将在’稍后’公布。随着两纳米已成为产业标准,我们预计这是下一次技术跃迁。我们希望看到它成为未来的平台。"

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