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3D芯片,3D芯片的分類,3D芯片參數(shù)指標(biāo)等
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3D芯片,3D芯片的分類,3D芯片參數(shù)指標(biāo)等  2011/10/3

目錄

  • 3D芯片的早期研發(fā)
  • 3D芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
  • 3D芯片的優(yōu)缺點
  • 3D芯片的后續(xù)研發(fā)方向
  • 3D芯片的工藝
3D芯片

3D芯片的早期研發(fā)

  •   據(jù)悉,被命名為CMOSAIC的研究項目由洛桑理工學(xué)院的約翰·R·瑟姆負責(zé)。為了使電腦芯片的計算能力提高10倍,研究人員必須在1立方厘米的空間內(nèi)裝下同人類大腦內(nèi)神經(jīng)元數(shù)目一樣多的晶體管。幾年前,由于只能使用單核處理器技術(shù),為了提高芯片的計算能力,研究人員不得不采取添加劑的方式。然而,這種方式無形中也拉高了處理器運行時的溫度。實驗證明,當(dāng)芯片溫度超過85攝氏度的時候,電子元件的性能就不再穩(wěn)定。多核處理器技術(shù)的誕生部分解決了這個難題,多個處理器搭載在同一個芯片上,大大提高了計算速度。但是目前世面上采用的多核技術(shù)都是通過線纜將處理器并排串聯(lián)在一起,這種結(jié)構(gòu)不僅需要消耗大量電力,而且還會在處理器運行過程中產(chǎn)生大量熱量,長此以往必然會對處理器造成損害。

3D芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

  •   3D芯片采用多核,不同的是,多個處理器不再并排相連,而是上下平行地連在一起。這樣,線纜的分布面積就擴大至整個處理器的表面,而且平行結(jié)構(gòu)也有效縮短了各個處理器之間纜線的長度。實驗顯示,平均1平方毫米的面積可以分布100甚至是1000個線纜連接點,不但數(shù)據(jù)傳輸速度得到提高,電力消耗也大大減少。

3D芯片的優(yōu)缺點

  •   3D芯片的出發(fā)點首先是為了提高計算機處理器的計算能力,但它在電力消耗方面的大大減少,對環(huán)保事業(yè)同樣具有非凡的意義。“光是美國大大小小的數(shù)據(jù)處理中心消耗的電力就占電力總消費量的2%!必撠(zé)該項目的瑟姆教授舉例說,“并且電力的需求每過5年就翻一番。照這個增長速度,到2100年整個美國的電力都將被計算機所消耗!

      不過,盡管3D芯片消耗的電量以及產(chǎn)生的熱量都低于傳統(tǒng)芯片,但絕對數(shù)值并不低。

3D芯片的后續(xù)研發(fā)方向

  •   基于以上所說的不完美,瑟姆教授和他的團隊同時開始致力于同3D芯片配套的散熱裝置的研究。研究人員在每個處理器之間,安裝了許多直徑為50微米(一微米等于百萬分之一米——編者注)的中空管道,并向管里注入液態(tài)制冷劑。制冷劑以蒸汽形式從回路中導(dǎo)出,然后通過冷凝器還原成液態(tài),最后重新注入處理器中,實現(xiàn)循環(huán)的過程。研究小組透露,這套散熱裝置明年將在實際環(huán)境下進行測試,不過這次測試將脫離計算機處理器單獨進行。

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