A reinvenção do transistor : entramos agora na era 3-D

Olá pessoal, tudo certo

Na graduação, fiz engenharia de computação. Com certeza, disciplinas como Eletrônica e Digitais eram muito legais. Quem já viu algo na área, vai se lembrar da conhecida Lei de Moore.

Simplificando para você, até meados de 1965 não havia nenhuma previsão real sobre o futuro do hardware, até que o então presidente da Intel, Gordon E. Moore fez sua profecia, na qual o número de transistores dos chips teria um aumento de 100% a cada período de 18 meses, pelo mesmo custo de desenvolvimento. Ou seja, o número de transistores dobra a cada 18 meses. O fato é que essa profecia tornou-se realidade e acabou ganhando o nome de Lei de Moore.

A Lei de Moore serve de parâmetro para um grande número de dispositivos digitais, circuitos e CPUs. Na verdade, qualquer chip está ligado a Lei de Moore. Esse padrão continua aceito até hoje e espera-se que se mantenha no mínimo até 2015.

Veja o gráfico abaixo, retirado do wikipedia:

Ref.: https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Moore 

Muito bem! Um dos grandes problemas para que a Lei de Moore continue válida está exatamente no aumento do número de transistor, enquanto diminuímos o tamanho dos dispositivos (Form Factor). Isso implica também diminuir o consumo de energia, mantendo o custo de fabricação. De modo geral, o mercado exige mais transistores por chip, mais econômicos, mais performáticos e por um custo menor. Outro problema conhecido é garantir uma menor dissipação de calor nos chips cada vez mais densos em transistores.

De 2003 a 2009 passamos de uma escala de 90 nm (nanômetros) para 32 nm por transistor, o que significa uma diminuição incrível no consumo de energia, enquanto que o número de transistores por chip aumentava bastante.

Até hoje, o mercado usa transistores flat, que são os componentes básicos de nossa vida digital. Um transistor é um componente eletrônico que permite controlar uma corrente elétrica, definindo dois estados básicos da lógica binária: o ZERO (ausência de corrente) e o UM (corrente passando). Os transistores atuais podem mudar de estado (entre ligado UM e desligado ZERO) mais de 300 bilhões de vezes por segundo, o que nos garante grande performance em nossos computadores, celulares e torradeiras elétricas.

Como funciona um transitor?

Essa introdução foi para chegar aqui: a Intel anunciou essa semana que já estamos em uma nova era, a era 3-D dos transistores.

Nada mais apropriado, já que temos 3-D em tudo hoje, no cinema, no Silverlight 5, em caixinhas de brindes, revistas, gibis, etc. :) (essa eu aprendi com o Caverna, hehe!) A nova tecnologia chama-se TRI-GATE e está sendo considerada um salto na evolução dos transistores, pois oferece 37% mais performance que a tecnologia anterior. Passamos de 32 nm para 22 nm de tecnologia.

Quer ver o que é o novo chip com transistores 3-D? Veja a foto de um chip com transistores flat 32 nm abaixo:

Agora veja o transistor TRI-GATE, mais denso e menor (na mesma escala):

Intel Reinvents Transistors Using New 3-D Structure
Ref.: https://www.intc.com/releasedetail.cfm?ReleaseID=574448&ReleasesType=Home

Curiosidades a parte, esses novos transistores estão entrando em linha de produção nas fábricas da Intel e estarão em dispositivos e chips para o mercado em breve.

Aproveitando que o post fala sobre hardware, outro fenômeno do presente são os chips ARM – Advanced RISC Machine. Diferente dos processadores x86, que são produzidos pela Intel e pela AMD, os chips ARM não são produzidos por um único fabricande, mas sim licenciados e produzidos por diversos fabricantes. Veja mais aqui (https://www.arm.com/).

O diagrama abaixo ilustra a arquitetura de um chip ARM11 MPCore:

Agora imagine o poder de computação que nos espera na próxima década. Até 2021, a proliferação de dispositivos, suportados por sistemas executados em nuvem será uma realidade massiva. Chips com mais performance na ponta e nos servidores, combinação entre dispositivos inteligentes e computação em nuvem.

Gostaria de ter uma máquina do tempo para dar uma olhada nesse futuro, e você? Para saber mais, confira:

Ref.: https://www.arm.com/products/processors/classic/arm11/arm11-mpcore.php

Mark Bohr explicando o transistor TRI-GATE (3-D)

Por enquanto é só! Até o próximo post :)

Waldemir.