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Es wird immer schwieriger und aufwendiger

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  1. Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: Anonymer Nutzer 21.11.14 - 13:22

    So langsam aber sicher kommen wir an die Grenzen von dem was uns die Physik erlaubt.
    Mit jedem Schritt steigen Aufwand und Kosten.

    Es werden noch ziemlich viele einzelne Optimierungsschritte möglich sein,
    aber im Prinzip nähert sich die Halbleiterei der Grenze des Machbaren an.

    Mal sehen wie es dann weitergeht.

  2. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: Netzweltler 21.11.14 - 14:41

    Nach den Mehrkern-CPUs kommen jetzt die mehrlagigen Chips und man geht so in 3D. Mit geschickter Anordnung der Schaltkreise kann man da wegen kürzerer Verbindungen außerdem noch etwas mehr Leistung rausholen als nur durch die reine Erhöhung der Bauelemente-Zahl.

    Das dürfte Moore's Law noch für so 10-15 Jahre sichern, ohne aufwändige kleinere Strukturen (<14nm) fertigen zu müssen.
    Danach muß imho eine komplett neue Technik her.

  3. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: violator 21.11.14 - 15:15

    cicero schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > So langsam aber sicher kommen wir an die Grenzen von dem was uns die Physik
    > erlaubt.

    Das hat man vor 10 Jahren auch schon gesagt....

  4. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: Nephtys 21.11.14 - 15:59

    violator schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > cicero schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > So langsam aber sicher kommen wir an die Grenzen von dem was uns die
    > Physik
    > > erlaubt.
    >
    > Das hat man vor 10 Jahren auch schon gesagt....


    Wir reden hier immer noch von dem selben Problem, und ja, das geht so seit gut 10 Jahren so.

    Letztlich brauchen wir einfach eine neue Architektur. Speicherbausteine und NV-RAM müssen aufholen. CPU Effizienz interessiert einfach nur wenig.

  5. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: Quantium40 21.11.14 - 16:16

    violator schrieb:
    > cicero schrieb:
    > > So langsam aber sicher kommen wir an die Grenzen von dem was uns die
    > > Physik erlaubt.
    > Das hat man vor 10 Jahren auch schon gesagt....

    Momentan sieht es so aus, als wenn vor den physikalischen Grenzen wohl fiskalische Grenzen zuschlagen. Die Fabs kosten ja für die aktuelle Technologie (300mm/450mm Wafer, 14nm Node) schon einige Milliarden Dollar.
    Den harten physikalischen Grenzen kommen wir allerdings auch immer näher. Das absolute Minimum für Silizium-basierte Transistoren sollte bei ca. 1,5 - 2nm liegen.
    Allerdings stellt sich dann schon die Frage, ob solche kleinen Strukturen auch die typischen 5 Jahre Betriebszeit durchhalten, die man standardmäßig für CPUs ansetzt.

    Bis wir dahin kommen, werden wir aber vermutlich erstmal neue lithographische Verfahren benötigen (oder entsprechend andere Produktionsverfahren). Die aktuell genutzt 193nm-Immersions-Lithographie ist schon trotz Schrägbelichtung, Multipattering, Phasenmasken usw. ziemlich am Ende der Fahnenstange angekommen.

  6. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: Quantium40 21.11.14 - 16:28

    Nephtys schrieb:
    > Letztlich brauchen wir einfach eine neue Architektur. Speicherbausteine und
    > NV-RAM müssen aufholen. CPU Effizienz interessiert einfach nur wenig.

    Die Effizienz der CPUs ist durchaus wichtig. Wenn man diese vernachlässigt, landet man schliesslich bei solchen Katastrophen wie den AMD Centurions (z.B. FX-9590) mit TDPs jenseits von 200W.

    Allerdings stimme ich dir zu, dass insbesondere die Speicher einiges an Aufholbedarf haben. es wäre wirklich mal interessant, wenn man z.B. SRAM statt DRAM nachrüsten könnte. Der wäre dann zwar vermutlich um einiges teurer, dafür wäre er aber auch deutlich schneller.

  7. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: Netzweltler 21.11.14 - 16:29

    Quantium40 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > violator schrieb:
    > Momentan sieht es so aus, als wenn vor den physikalischen Grenzen wohl
    > fiskalische Grenzen zuschlagen...

    > Das absolute Minimum für Silizium-basierte Transistoren sollte bei ca. 1,5
    > - 2nm liegen.
    was aber voraussichtlich unbezahlbar sein wird.

    > ...

    > Bis wir dahin kommen, werden wir aber vermutlich erstmal neue
    > lithographische Verfahren benötigen ...
    Die finanziellen Grenzen machen sich schon bei der Lithographie bemerkbar. Die Einführung von EUV wurde neben technischen Problemen verschoben, weil Immersion etc. bei bestehender Lithographietechnologie schneller und billiger eingeführt werden konnte.
    Und ob EUV noch wirklich das leisten kann, was man sich erhofft, ist noch beileibe nicht sicher. Vor anderen Lithographie-Technologien wie Nanoimprint schrecken Intel&Co noch mehr zurück.

  8. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: Netzweltler 21.11.14 - 16:32

    Quantium40 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > ...
    > Allerdings stimme ich dir zu, dass insbesondere die Speicher einiges an
    > Aufholbedarf haben. es wäre wirklich mal interessant, wenn man z.B. SRAM
    > statt DRAM nachrüsten könnte. Der wäre dann zwar vermutlich um einiges
    > teurer, dafür wäre er aber auch deutlich schneller.
    Über Verbesserungen am SRAM hört man wenig. Ich denke, die Zukunft gehört hier nichtflüchtigen Speichern wie z.B. ReRam.

  9. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: DrWatson 21.11.14 - 17:41

    Quantium40 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Momentan sieht es so aus, als wenn vor den physikalischen Grenzen wohl
    > fiskalische Grenzen zuschlagen.

    Fiskalisch = Die Staatskasse betreffend

    scnr

  10. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: 486dx4-160 22.11.14 - 00:44

    Naja, Intel macht das ja nicht zum Spaß.
    Solange Intel durch einen neuen Fertigungsprozess Geld sparen kann wird das auch gemacht. Sobald es den Gewinn nicht mehr steigert ist Schluss damit.

  11. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: Flexy 22.11.14 - 00:48

    Quantium40 schrieb:


    > Das absolute Minimum für Silizium-basierte Transistoren sollte bei ca. 1,5
    > - 2nm liegen.

    Der Durchmesser eines Silizizumatoms liegt zwar bei um die 100 pm, allerdings ist der Atomabstand in einem Siliziumgitter dank der Diamantstruktur des Gitters weit größer, der liegt bei etwa 2.7E-10m, also 0.27nm. (Ausgehend vom molaren Volumen des kristalinen Siliziums, das bei 12,06E-6 m³/mol liegt)

    Bis auf diese Größe könnte man theoretisch am Chip arbeiten. Allerdings wären Leiterbahnen dann nur 1 Atom dick - und der Ausfall wäre vorprogrammiert. Selbst mit 3nm Strukturen wären es nur rund 10 Atome, die eine Leiterbahn bzw. der Kollektor im Transistor groß wäre. Und der Chip wäre extrem anfällig für Elektromigration. Und alles andere als lange benutzbar...

  12. Re: Es wird immer schwieriger und aufwendiger

    Autor: LadyDie 23.11.14 - 15:03

    cicero schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Es werden noch ziemlich viele einzelne Optimierungsschritte möglich sein,
    > aber im Prinzip nähert sich die Halbleiterei der Grenze des Machbaren an.

    Die Halbleiterei fährt immer an der Grenze des Machbaren entlang. Einfach deshalb weil ihre Erzeugnisse kommerziell extrem erfolgreich sind. Oder anders gesagt: weil wir als Gesamtheit es ultimativ wollen.

  13. "more-than-Moore"

    Autor: Anonymer Nutzer 23.11.14 - 23:18

    Netzweltler schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    >
    > Das dürfte Moore's Law noch für so 10-15 Jahre sichern, ohne aufwändige
    > kleinere Strukturen (<14nm) fertigen zu müssen.
    > Danach muß imho eine komplett neue Technik her.

    Das wäre dann eher "more-than-Moore"

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