Bez EUV litografije do vrhunskih čipova? Huawei otkrio novu arhitekturu LogicFolding
Huawei tvrdi da je pronašao novi način povećanja performansi procesora bez smanjivanja tranzistora i bez korištenja EUV litografije. Ako se rezultati pokažu točnima, riječ je o jednom od najzanimljivijih pomaka u razvoju poluvodiča posljednjih godina.
Već više od šest desetljeća razvoj procesora temelji se na jednostavnom pravilu. Za više performansi potrebno je proizvoditi sve manje tranzistore i na istu površinu smjestiti ih što više. Taj je pristup poznat kroz Mooreov zakon, prema kojem se broj tranzistora na čipu približno udvostručuje svake dvije godine zahvaljujući napretku proizvodnih tehnologija. Kako bi se to ostvarilo, proizvođači koriste iznimno složene strojeve za ekstremnu ultraljubičastu litografiju (EUV). Jedini proizvođač takvih sustava na svijetu je nizozemski ASML, a Huawei zbog američkih izvoznih ograničenja nema pristup toj tehnologiji.
Upravo zato novi rezultati koje je objavio Huawei privukli su veliku pozornost stručnjaka. Tvrtka tvrdi da novi Kirin 2026 procesor, koji bi trebao debitirati u nadolazećoj seriji Mate pametnih telefona, donosi 55 posto veću gustoću logičkog sklopa uz čak 41 posto manju potrošnju energije pri istoj razini performansi u odnosu na prethodni Kirin 9030 Pro. Posebno je zanimljivo što su oba procesora proizvedena istim proizvodnim procesom, bez prelaska na manji proizvodni čvor. Prema Huaweiju, za postizanje sličnog napretka klasičnim razvojem industriji bi bile potrebne približno tri godine dodatnog smanjivanja tranzistora.
Tajna je u arhitekturi LogicFolding
Huawei tvrdi da ključ napretka nije u manjoj veličini tranzistora nego u potpuno drukčijem načinu organizacije logičkog sklopa. Nova arhitektura nazvana LogicFolding razvijena je pod vodstvom He Tingbo, predsjednice Huaweijeva Znanstvenog odbora i voditeljice odjela za poluvodiče. Koncept se temelji na teoriji Tau Scaling, koju je predstavila u svibnju ove godine. Umjesto da se fokusira na smanjivanje tranzistora, LogicFolding optimizira put kojim električni signal putuje kroz procesor. Cilj je smanjiti udaljenost koju signal mora prijeći, čime se smanjuju kašnjenja, gubici energije i ukupna potrošnja. Huawei navodi da nova arhitektura udvostručuje vertikalne slojeve logičkog sklopa, skraćuje duljinu vodova za oko 30 posto, smanjuje broj međuspremnika takta za više od 50 posto te smanjuje odstupanja sinkronizacije takta za približno 25 posto. Rezultat bi trebao biti učinkovitiji prijenos signala, manji energetski gubici i više performansi bez potrebe za naprednijim proizvodnim procesom.
Ambiciozni planovi do 2031. godine
Huawei vjeruje da bi LogicFolding mogao dugoročno promijeniti način razvoja procesora. Prema planovima tvrtke, procesori serije Kirin već bi ove godine trebali dosegnuti radni takt od oko 3,1 GHz. Do 2029. cilj je povećati frekvenciju na približno 4 GHz. Još ambicioznije zvuče dugoročne projekcije. Huawei procjenjuje da bi do 2031. mogao postići gustoću logičkog sklopa usporedivu s proizvodnim procesom od oko 1,4 nanometra, i to bez korištenja EUV litografije. Ako bi se takve procjene pokazale ostvarivima, riječ bi bila o razini koju trenutačno nije komercijalizirao ni TSMC, vodeći svjetski proizvođač čipova.
Još uvijek nema neovisne potvrde
Unatoč zanimljivim rezultatima, potrebno je zadržati određenu dozu opreza. Huawei je istraživanje objavio na platformi ChinaXiv, koja služi za objavu znanstvenih radova prije neovisne recenzije. To znači da rezultate još nije potvrdila međunarodna znanstvena zajednica. Sama He Tingbo priznaje da LogicFolding i dalje ima otvorena pitanja vezana uz odvođenje topline, složenost proizvodnje i postotak ispravnih čipova tijekom proizvodnog procesa. U radu poziva istraživače i industriju da sudjeluju u daljnjem razvoju tehnologije, što pokazuje da projekt još nije spreman za potpuno komercijalnu primjenu.
Može li LogicFolding promijeniti industriju?
Bez obzira na otvorena pitanja, Huawei je ovom objavom otvorio zanimljivu raspravu o budućnosti razvoja procesora. Ako se tvrdnje potvrde u praksi, LogicFolding bi mogao pokazati da povećanje performansi više ne mora ovisiti isključivo o sve manjim tranzistorima i sve skupljim proizvodnim procesima. Za sada najveće pitanje nije funkcionira li koncept u laboratorijskim uvjetima, nego može li se uspješno primijeniti u masovnoj proizvodnji i koliko daleko može pomaknuti granice razvoja modernih procesora prije nego što naiđe na nova fizička ograničenja.
