Uno dei problemi che rallentano la crescita della potenza elaborativa dei computer sta nell’accesso ai dati memorizzati nella memoria dei computer stessi.
I core delle CPU devono accedervi attraverso canali che hanno una banda limitata, nonostante questo sia uno dei campi in cui i vendor di chip stanno cercando di fare i maggior passi in avanti.
Dal MIT e dalla Stanford University arriva ora il progetto di un nuovo chip a nanotubi di carbonio che può aggirare questo problema.
Il freno alla crescita computazionale è un problema nei principali campi di sviluppo attuali, in primo luogo il machine learning, perché essi si basano sull’elaborazione massiva di grandi quantità di dati. Accedervi nel modo più veloce possibile rappresenta quindi un evidente vantaggio. Per ottenere questo risultato i progettisti del MIT hanno adottato nanotecnologie che di solito non riguardano la creazione di microprocessori e le hanno combinate con una nuova architettura.
Il prototipo di chip realizzato dai ricercatori non prevede componenti basati sul silicio, come di solito avviene, ma su nanotubi di carbonio. La memoria non è una RAM convenzionale ma una basata su celle RRAM (Resistive RAM): si tratta di una forma di memoria non volatile che funziona cambiando la resistenza di un materiale dielettrico.
Dal punto di vista architetturale il chip è stato realizzato sovrapponendo vari strati alternati di nanotubi e RRAM, quindi alternando la parte logica e la memoria e collegando gli strati con link ad alta densità. Questa costruzione, spiegano i ricercatori, è impossibile da ottenere con la normale microlitografia. Realizzare transistor richiede infatti temperature elevate e la “costruzione” di uno strato sovrapposto a un altro danneggerebbe quest’ultimo.
La parte di computing realizzata in nanotubi di carbonio risulta molto più efficiente di quella tradizionale, dal punto di vista del consumo energetico. Questa valutazione vale anche per la RRAM, che è inoltre più veloce delle normali DRAM. La costruzione 3D realizza poi uno stretto collegamento fra computing e storage, il che evita il collo di bottiglia dell’accesso alla memoria ed equivale a una forma evoluta di elaborazione on-chip.
Realizzare chip con una concezione 3D viene più in generale considerato come un sistema particolarmente interessante per proseguire nella crescita della velocità di elaborazione andando oltre la Legge di Moore.
