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3D芯片,3D芯片的分类,3D芯片参数指标等  2011/10/3

目录

  • 3D芯片的早期研发
  • 3D芯片的内部结构
  • 3D芯片的优缺点
  • 3D芯片的后续研发方向
  • 3D芯片的工艺
3D芯片

3D芯片的早期研发

  •   据悉,被命名为CMOSAIC的研究项目由洛桑理工学院的约翰·R·瑟姆负责。为了使电脑芯片的计算能力提高10倍,研究人员必须在1立方厘米的空间内装下同人类大脑内神经元数目一样多的晶体管。几年前,由于只能使用单核处理器技术,为了提高芯片的计算能力,研究人员不得不采取添加剂的方式。然而,这种方式无形中也拉高了处理器运行时的温度。实验证明,当芯片温度超过85摄氏度的时候,电子元件的性能就不再稳定。多核处理器技术的诞生部分解决了这个难题,多个处理器搭载在同一个芯片上,大大提高了计算速度。但是目前世面上采用的多核技术都是通过线缆将处理器并排串联在一起,这种结构不仅需要消耗大量电力,而且还会在处理器运行过程中产生大量热量,长此以往必然会对处理器造成损害。

3D芯片的内部结构

  •   3D芯片采用多核,不同的是,多个处理器不再并排相连,而是上下平行地连在一起。这样,线缆的分布面积就扩大至整个处理器的表面,而且平行结构也有效缩短了各个处理器之间缆线的长度。实验显示,平均1平方毫米的面积可以分布100甚至是1000个线缆连接点,不但数据传输速度得到提高,电力消耗也大大减少。

3D芯片的优缺点

  •   3D芯片的出发点首先是为了提高计算机处理器的计算能力,但它在电力消耗方面的大大减少,对环保事业同样具有非凡的意义。“光是美国大大小小的数据处理中心消耗的电力就占电力总消费量的2%。”负责该项目的瑟姆教授举例说,“并且电力的需求每过5年就翻一番。照这个增长速度,到2100年整个美国的电力都将被计算机所消耗。”

      不过,尽管3D芯片消耗的电量以及产生的热量都低于传统芯片,但绝对数值并不低。

3D芯片的后续研发方向

  •   基于以上所说的不完美,瑟姆教授和他的团队同时开始致力于同3D芯片配套的散热装置的研究。研究人员在每个处理器之间,安装了许多直径为50微米(一微米等于百万分之一米——编者注)的中空管道,并向管里注入液态制冷剂。制冷剂以蒸汽形式从回路中导出,然后通过冷凝器还原成液态,最后重新注入处理器中,实现循环的过程。研究小组透露,这套散热装置明年将在实际环境下进行测试,不过这次测试将脱离计算机处理器单独进行。

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