Teknoloji dünyası uzun zamandır işlemcilerin içindeki minik anahtarları, yani transistörleri daha ne kadar küçültebileceğini tartışıyor. Zira atomik seviyeye dayanan fiziksel engeller, geleneksel yöntemlerle ilerlemeyi neredeyse imkansız hale getiriyor.
Bu tıkanıklığı aşmak isteyen IBM, yüzeyi yatayda genişletmek yerine gökyüzüne doğru yükselen binalar gibi katmanlı bir tasarım modeline geçiş yaptı. Şirketin geliştirdiği dikey yığın yapısı, bir insan tırnağı kadar ufak bir yüzeye tam 100 milyar transistörü yerleştirmeyi mümkün kılıyor.
Çip üretiminde duyulan 2 nanometre, 3 nanometre veya IBM'in son çalışmasında bahsettiği 0,7 nanometre (7 angstrom) gibi ifadeler artık fiziksel birer ölçüyü temsil etmiyor. Günümüz fiziğinde 1 nanometrenin altındaki boyutlarda kuantum sızıntıları yaşandığı için "kararlı bir yapı kurmak imkansız kabul edilmektedir" tarzı eski yaklaşımlar, bu yeni nesil kod adlarıyla esnetildi. Mühendisler, atomları fiziksel olarak küçültmek yerine, 1 nanometrenin altında üretim yapılmış olsaydı elde edilecek performans değerini bu dikey tasarım formülüyle yakaladı. Yani bu rakamlar fiziksel birer metraj değil, ulaşılan güç neslini gösteren birer sektörel kimlikten ibaret.
Katmanlı mühendislik sayesinde sadece 15 silisyum atomu kalınlığındaki transistörler birbirine bağlanarak üst üste dizildi. Bu yeni dikey mimari, firmanın bir önceki 2 nanometrelik çalışmalarına kıyasla yüzde 50 daha yüksek işlem hızı sunarken, enerji tüketimini de yüzde 70 oranında azaltma potansiyeline sahip. Üstelik yapay zeka işlemlerinde kritik rol oynayan ve panellerde çok yer kaplayan hızlı SRAM bellek hücreleri de bu daralmadan payını aldı. Hücre yüksekliklerinin yüzde 40 oranında küçülmesiyle, aynı alana çok daha fazla veri yolu sığdırıldı.
Üretim hatlarında yeni standartlar
Mevcut laboratuvar çalışmalarını kendi fabrikalarında ticari ürüne dönüştürmeyen IBM, bu patentleri ve formülleri Samsung veya Rapidus gibi küresel devlere devretme modelini benimsiyor. TSMC gibi pazarın lider oyuncuları da bu katmanlı transistör yapısını kendi üretim süreçlerine entegre etmeye çoktan başladı. Sektör analistleri, önümüzdeki 5 ila 10 yıllık süreçte hem merkezi işlemcilerin (CPU) hem de grafik kartlarının (GPU) bu dikey mimariyle üretileceğini ve donanım dünyasında yeni bir standart oluşacağını öngörüyor.