1000 Kat Daha Hızlı Bilgisayarlar (3D Stacking)

Donanım Berkay Eren Ürün

Moore Yasası… Onlarca yıldır çalışan ve teknolojinin geleceğini çok iyi tahmin etmiş bir yasa. En azından şu ana kadar.

Moore Yasası’na göre devredeki transistör sayısı yaklaşık her iki yılda iki katına çıkar. Bu da işlem gücünün artması demek. Intel gibi üreticiler uzun yıllardır bu yasayı takip ediyor. Her yeni nesilde transistörlerin boyutu küçülüyor, boyu ve genişliği belli olan minik kartlara daha çok devre elemanı sığmaya başlıyordu. Fakat transistörler o kadar küçüldü ki bu küçülmeyi sürdürebilmek için normal fizik yasalarının ötesine geçip kuantum fiziği ile uğraşmak zorundayız. Bu kimsenin isteyeceği bir şey değil. Ayrıca transistörleri biraz daha küçültmenin artık çok bir faydası yok. Daha minik transistörler yapmak performansı önemli ölçüde arttırmayacak. Yani diyebiliriz ki 10 yıl içerisinde Moore yasası ile vedalaşacağız.

PEKİ NE OLACAK?

Daha fazla ya da daha küçük transistörler bir işe yaramadığına göre bilgisayarlarımızı hızlandırmak için farklı yollar bulmamız gerek. Şuan görünen en büyük sorun donanımlar arası veri iletimi.

Geleneksel bilgisayarlarda işlemci ve RAM gibi bileşenler birbirlerinden ayrı durur. Aralarında oldukça fazla mesafe vardır. İşlemci ile hafıza (RAM, SSD, HDD) uzun kablolar ile birbirine bağlanırlar. Aslında kablonun uzunluğu oldukça büyük bir verim kaybıdır. Upuzun kablonun içinde dirence karşı koyarak işlemci ile hafıza arasında mekik dokuyan elektronlar düşünün. Peki kablonun içinde bilgi taşıyan elektronlar koşuştururken işlemci ne yapıyor? Verinin gelmesini bekliyor. Bir araştırmaya göre işlemci zamanın %96’sını bilginin gelmesini bekleyerek geçiriyor. Ve asıl problem şu ki işlemci bilgi beklerken bile enerji sömürüyor. Tahmin edebileceğiniz gibi bu inanılmaz bir verim kaybı demek.

2 BOYUTLU DEVRE YETMİYORSA

Burada dahiyane bir çözüm devreye giriyor. İşlemci ve hafızayı uzak yerlere koymak yerine üst üste koymak. Böylece kablolar kısalacak, direnç düşecek, bilgisayarlar hızlanacak, her şey mükemmel olacak. Keşke bu kadar kolay olsa. Maalesef elimize geçen ilk RAM’ı işlemcinin tepesine koyamıyoruz çünkü 3D Stacking denen bu yöntem aslında çözülmesi gereken pek çok sorun barındırıyor.3d-stacking

3D Stacking

Yöntemi biraz daha açmak gerekirse silikon devre levhalarını üst üste konulması diyebiliriz. Yani işlemci ile hafıza (RAM, SSD, HDD) arasındaki mesafeyi en aza indirmek. Fakat sorun şu ki bahsi geçen silikon levhaların üretiminde 1000 santigrat dereceye varan sıcaklılar kullanılıyor. Buna herhangi bir HDD dayanamaz. Bu sebeple silikon yerine başka bir yarı iletken kullanmak durumundayız. En iyi aday ise karbon nanatüpleri (CNT). CNT sayesinde üretimde kullanılan sıcaklık oldukça düşcecek.

3D Stacking’in kendi altında da farklı uygulama yöntemleri var. En popüler yöntem ise TSV (Trough-Silicon via). Bu yöntemle, üst üste konulan katmanlar arasına doğrudan dikey bakır kablolar çekiliyor

Ancak CNT bir sorunu çözerken başka bir sorun daha yaratıyor. CNT’ler spagetti gibi ve kullanımı biraz zor. Birkaç yanlış bağlantı tüm devre için felaket demek. Bilim insanları belli noktalara delikler açarak bu sorunu çözmüşler.

Bir diğer sorun ise yarı iletken olan CNT’lerin bazen tam iletken özelliği göstermesi. Hangilerinin bu özelliği göstereceği bilinmediği için bu ciddi bir sorun. Bilgisayarınızı kızartabilir. Bunun çözümü ise tüm CNR’leri kapalı duruma getirip güçlü bir akım vermek. Bu sayede tam iletkenler kendilerini kızartarak yok oluyor geriye kalanların hepsi istendiği gibi yarı iletken oluyor.

GELECEĞİ

3D Stacking ile neredeyse 1000 kat daha hızlı bilgisayarlar elde etmek mümkün. Aynı zamanda çok daha verimli. Birkaç sıkıntısı olsa da bunların çoğu çözülmüş durumda. Transistörler ile daha fazla ilerleyemediğimiz için yepyeni bir yöntem bulunmadığı takdirde 3D stacking’in adını çok duyacağız.

Sizin Düşünceniz?

Sosyal Ağlarda Paylaş

Berkay Eren Ürün

Bilimi, sporu, tarihi ve teknolojiyi çok seven biri.
Animasyona ve donanımlara özel bir ilgisi var.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

1000 Kat Daha Hızlı Bilgisayarlar (3D Stacking)

0