一对一:黑暗的可能性

教授迈克尔·泰勒在加州大学圣地亚哥分校的研究小组正在研究如何利用黑硅电路优化设计的能源效率。他与半导体工程post-Dennard比例制度,能源效率从集成电路的数据中心,以及制造业方面如何帮助。以下是摘录的谈话。(第一部分可以被发现在这里,第二部分在这里)。

SE:如果你英特尔、三星或台积电,你可以投资于最新的和最伟大的制造技术,使一切都极其微小和扩展的全部好处,无论这些好处。但规模较小的公司没有这个选项,或者他们通过铸造台积电等工作,将他们之间的一层和制造方面。这些公司,或为利用黑硅做设计工具让他们继续改善他们的产品,即使他们困在提高他们的生产能力?

泰勒:有很多有趣的问题如何创建新的硬件的创新空间,尤其是硅。作为研究人员,在美国的机构,我们总是看着水晶球,试图弄清楚会发生什么在7海里和架构是如何变化等等。但是我们应该更关注老代过程,。一个有趣的例子是比特币矿业芯片。人创造了第一个比特币挖掘芯片没有目标的最新一代过程。他们基本上选择了最老的一代,让他们战胜下一个最好的事情,这是一个FPGA或GPU。在这个例子中是110纳米或130海里,然后他们可以支付非常低的nr,他们可以得到他们的产品在市场上和测试这个想法的可行性。然后,当他们看到,这是一个好主意,有一个市场,他们迅速增加,现在有比特币矿工生产20海里。

有这种有趣的生态系统,如果你把高度专业化的芯片与旧一代过程,这其实是一个非常奇妙的组合。它允许您获得利益在当今的芯片,但是你能做到较低的启动成本,风险资本家和天使网络。你基本上可以建立有市场。有这个想法在软件的精益创业。如果你是在硬件和思考14 nm,没什么精益。需要许多年之前你的想法会在市场上进行测试。针对旧的过程可以让我们的想法更精益的尝试思想硬件空间,激励,让学生兴奋的思维做startups-instead硬件应该由四大设计公司。在设备方面的问题是是否有可能推动的一些创新,我们已经在后来的过程中回老过程代使他们更具竞争力,但没有遇到所有的制造问题,我们当我们试图规模。

SE:有一些努力和自动化,例如,因为自动化特征尺寸无关的。如果你能更快的移动晶圆工厂,然后你会得到好处实际上无论你把晶片。过程的技术是很困难的,因为老一辈非常敏感,所以成本,如果设备是前缘,然后回到老一代人设备改造是困难的。但是建造新设备为老一代设备制造商证明是困难的。

泰勒:整个摊销模式。如果你与别人竞争,他们已经平摊设备和你想使用新设备,然后它会很难。

SE:没错,不过,有一个巨大的二手设备市场,英特尔升级工厂时,工厂的设备,然后卖到二手市场后缘变成了一个工厂。

泰勒:在我的团队,我们一直尝试这个想法老代过程以及使用今天的CAD工具设计这些旧一代过程。结果的质量是惊人的相比十年前做的工具。所以即使你构建一个旧一代过程,如果你看看频率和能量效率,你能得到那些当时但水平,更努力。

SE:如果你使用一个工具,能够使20 nm特性使80海里的特性,你会得到免费的所有进步减少粒子,减少污染,减少可变性,对吧?

泰勒:是的。如果你看看电介质,如果你有一些新的电介质与一些老一辈的流程吗?你会给他们一些新生命的能量。

SE:你遇到设备问题,因为电介质材料的性能、材料的性能inter-metal电介质,使用一组不同的设备比普通乏味的二氧化硅。你需要再把设备回到老一代人,这是这并不一定是合理的成本。

泰勒从你的上一篇文章:我有一些反馈,当你在谈论波动性较小内存技术。另一个例子是手臂的big.LITTLE。有两个集群的四核芯片。的四个核心非常节能,但性能,和其他四个是更高的表演。就像四个高性能的ARM a15和较低的性能的,它们可能是手臂a8什么的。他们所做的是当用户点击是细胞和需要爆炸一些HTML到屏幕上,他们可能会运行在A15,很快,但是手机太热,太热,芯片,然后将计算到其他小功率的核心。他们来回移动,所以这个问题来回传递国家和驱动下来和驱动备份是一个开销,。波动较小的内存可能会在这种情况下使用。

使用挥发性弱的其他选择是使用保留失败了。保留失败的想法是,当你力量门时你力量实际上你把触发器,国家元素,在不同的电网。然后他们仍持有他们的状态,然后,你知道,其余的电路可以睡觉。这将是最近的竞争对手现有技术波动较小的内存。但波动较小内存是非常有趣的和那些失败会泄漏。添加了和将有开销,所以你需要一个不同的电网。波动较小的东西显然是有用的,可能更好。

SE:或为不同的应用程序。它还将取决于你需要多少保留时间,对吧?

泰勒:没错。我第一次涉足设备水平是当我在研究生院。我们建立了一个芯片在IBM 180 nm制程技术。我试图把它比作英特尔和我们比较芯片,英特尔的技术和最大的问题下来如何IBM的A6技术相比,英特尔的微处理器技术生产。我读数百IEDM论文试图理解差异,实际上这种经历在路上给了我了解Dennard可伸缩性问题的技能和暗硅问题和写论文,带来一系列的问题和想法我的研究。

SE:很遗憾,单独设计和制造方面非常复杂,因为它很有挑战性桥两个有足够的知识。

泰勒:当我做我的第一节课我在类描述这些抽象层和我展示幻灯片叠加。虽然这是我们如何组织,如何应对这一工程问题,本质上也是有组织的社会网络。所以我将与我上面的人喝啤酒,低于我的堆栈,但是可能不是我下面三个层次的人。这是我们参加的会议和工作人员的浓度在某些地区的堆栈。

SE:在每个堆栈你几乎没有细分竖井,。石版家别跟腐蚀人不要跟晶体管植入人很多,对吧?

泰勒:是的。