IBM, günümüzde kullanılan en güçlü bilgisayar işlemcilerinin kapasitesini ikiye katlayan çip geliştirdiğini duyurdu. 20 milyar transistör içeren 7 nanometrelik çipler, silikon-germanyum alaşımından elde edildi.

IBM, Moore yasasını bile hızlandıracak bir gelişmeye imza atarak yeni nesil süper performansa sahip bilgisayar çipi geliştirdiğini duyurdu. 14nm en gelişmiş çiplerin yarısı büyüklüğünde olan prototip, aynı zamanda dört kat fazla devre parçası içeriyor.

Intel kurucularından Gordon Moore’ın 1965’te öne sürdüğü teori, entegre devrelerde kullanılan transistörlerin her iki yılda iki katına çıkacağını öngörüyordu. Apple’ın 2 milyar transistöre sahip 20nm A8 işlemcisi, geride kalan yıllarda Moore yasasının ne kadar doğru çıktığına sadece bir örnek.

IBM’in henüz bilgisayar, sunucu veya akıllı telefonda kullanılmayacak olan işlemcisi bir prototip olsa da, yakın gelecekte akıllı saat veya artırılmış gerçeklik içeren kontakt lens gibi küçük elektroniklerin de süper işlemci gücüne sahip olacağına işaret ediyor.

10 milyar dolarlık atılım

IBM’in adını öne çıkarsak da, yıllar süren çalışmaların sonucu olarak beliren işlemci teknoloji devinin başında yer aldığı konsorsiyumun eserdi. Aralarında Samsung, çiğ üreticisi GlobalFoundries ve State University of New York’un yer aldığı ‘Common Alliance’ platformu, sadece daha güçlü çipler değil, aynı zamanda daha hızlı ve etkin üretin yöntemleri geliştirmeyi amaçlıyor.

İşbirliğinin en büyük getirisi ise tabii ki finansal kaynaklar. New York Times’da yer alan bilgiye göre 7nm süper çipin elde edilmesi, yıllar süren ve 10 milyar doların üstünde bütçe gerektiren çalışmalar sonucunda elde edildi. IBM, geçtiğimiz yıl yaptığı açıklamada da önümüzdeki beş yıl boyunca ‘işlemci boyutunu küçültmek için 3 milyar dolar yatırım yapılacağını’ duyurdu.

Şüphesiz bu duruma en çok Skynet sevinecektir. Aynı zamanda Continuum serisinde değinildiği gibi bir gün bir yerimize asla bulamayacağımız ve uzaktan kontrol edilmemizi sağlayacak çipler de yerleştirmeleri olası.

IBM 7nm devre transistörleri. Bir DNA sarmalı yaklaşık 2,5 nm, bir kırmızı kan hücresi ise 7,500 nm çapında. [IBM]
IBM 7nm devre transistörleri. Bir DNA sarmalı yaklaşık 2,5 nm, bir kırmızı kan hücresi ise 7,500 nm çapında. [IBM]

7nm ile performans patlaması yaşanacak

Günümüzde kullanılan en gelişmiş mikro-işlemciler, IBM ve Samsung tarafından üretilen 14nm boyutundaki çipler. Metrenin 14 milyarda birine denk gelen bu ölçek aynı zamanda insan saçından 7,000 kat daha ince, bir DNA sarmalından ise sadece 6 kat daha kalın.

14nm çiplerden sonra kullanılmaya başlanacak 10nm işlemciler, iki kat daha fazla devre parçasına sahip olacak. IBM ve ortaklarının 10nm üzerinden sıçrayarak prototipini elde ettikleri 7nm çip ise dört kat fazla transistör içerecek.

Samsung’un 2016 sonunda kitle üretime geçmeyi hazırlandığı FinFET 10nm çipleri gibi, IBM’in geliştirdiği aynı boyuttaki işlemcilerin 14nm’ye kıyasla performansı yüzde 40-50 artırması bekleniyor. Bu sayede bilgisayarların işlem hızı güçlenirken enerji tüketimi azalacak.

IBM Research yarı iletken biriminin başında yer alan Mukesh Khare, 7nm çip teknolojisi üzerinde beş seneden fazla bir süredir çalıştıklarını belirtti. Khare, 7nm çiplerin 10nm performansını yüzde 50 artıracağını söyledi.

T-800’lerin kullanacağı çipleri geliştirmek bütçenin yanı sıra önemli stratejiler de gerektiriyor. Büyük Veri’ye dayanan işlemleri için küresel firmalara ağırlıklı olarak sunucu işlemcisi geliştiren IBM, bu ay sonuçlanan anlaşmada gelecek 10 yıl boyunca çiplerini GlobalFoundries’in üreteceğini açıklamıştı.

Ar-Ge ve üretim aşamasında alınan önemli kararların, süper performanslı çipleri geliştirmek adına en doğru hamleler olduğu da ortaya çıkıyor.

IBM mühendisleri Michael Liehr ve Bala Haranand, 300 mm'lik bir silikon plaka tutuyor. [IBM)
IBM mühendisleri Michael Liehr ve Bala Haranand, 300 mm’lik bir silikon plaka tutuyor. [IBM)

7nm çip nasıl üretildi?

IBM, normalde saf silikondan yapıldığını bildiğimiz bilgisayar çiplerinde 7nm için farklı bir yöntem kullandı. Prototiplerin ortaya çıkarılmasını sağlayan iki önemli teknoloji, silikon germanyum adı verilen kimyasal bileşen ve morötesi ışık kullanan optik oyma yöntemi oldu.

Disk şeklindeki silikon kristal plakalar üzerinde inşa edilen mikro çiplerin ana girdisi, entegre devre üzerinde bulunan ve akımı milisaniyelerde kesip açan milyonlarca veya milyarlarca düğme; yani transistörler.

Khare, silikon kristal üzerinde germanyum kullanarak transistörlerin açılıp-kapanma süresini kısalttıklarını, böylece işlem hızının bir o kadar hızlı olacağını belirtti.

Asitle oyma işleminde kullanılan morötesi ışık, silikon üzerindeki işlemci deseninin mükemmel hazırlanmasını sağlıyor. Fotolitografi adı verilen yöntemde, ışık saydam ve ışık geçirmeyen filtrelerden süzülerek silikon plakanın desenini oluşturuyor. Ardından, üç boyutlu transistör ve devre sistemine parçalar ekleniyor.

Işınların dalga boyundan kullanılan filtrelere ve desenlere kadar en zor ve karmaşık bu kısım mühendisleri en zorlayan aşama.

Sonuç olarak, Skynet’ten önce video oyun dünyası, elektronik ürünler ve hatta akıllı biyonik protezler 7nm ile kapısı aralanan süper işlemcileri kullanacak. İnsanlık için ne kadar faydalı olacaklarını 2016’dan itibaren görmeye başlayacağız.