Spoločnosť IBM prekonala historický míľnik a predstavila prvú sub-1-nanometrovú technológiu na svete. Konkrétne stavia na pokročilej 0,7 nm architektúre. Ďakovať za to možno novej vertikálnej konštrukcii známej ako nanostack, ktorá dokáže na plochu o veľkosti ľudského nechtu vtesnať až 100 miliárd tranzistorov. No hoci ide o revolučný posun vo výkone a efektivite, komerčné nasadenie v praxi sa kvôli chýbajúcim fabrikám očakáva až o pár rokov.
Zatiaľ čo súčasní lídri v oblasti komerčnej produkcie čipov, ktorými sú TSMC a Samsung Foundry, momentálne dominujú trhu so svojou pokročilou 2-nanometrovou výrobnou technológiou, spoločnosti IBM sa podarilo nazrieť celkom ďaleko do budúcnosti.
Vývojári z TSMC spustili masovú objemovú výrobu uzla N2 na konci roka 2025 a Samsung odštartoval produkciu svojej verzie SF2 v priebehu rovnakého obdobia. IBM však po novom šokovala oznámením prvej sub-1-nanometrovej čipovej technológie na svete. Ide o veľký a mimoriadne dôležitý výskumný míľnik, ktorý definitívne mení pohľad na to, kam až môže zájsť architektúra špičkových čipov.
Nová technológia je postavená na 0,7-nanometrovom uzle, ktorý inžinieri označujú aj ako 7-angstromový. Aby dokázalo IBM takto radikálne zmenšiť štruktúru, muselo vyvinúť úplne novú architektúru tranzistorov s názvom nanostack. Tento dizajn funguje na princípe vertikálneho vrstvenia “nanosheet” tranzistorov nad sebou, respektíve na seba. Vďaka tomuto trojrozmernému usporiadaniu dokáže systém poňať oveľa viac komponentov na rovnakej ploche čipu, čo priamo vedie k nárastu výpočtového výkonu a ešte výraznejšimu zníženiu spotreby energie.
Dvojnásobná hustota, obrovská úspora
Oficiálne materiály IBM uvádzajú, že nový sub-1 nm čip dokáže natlačiť takmer 100 miliárd tranzistorov na plochu, ktorá nepresahuje veľkosť bežného ľudského nechtu. Pri priamom porovnaní so starším 2-nanometrovým dizajnom od IBM z roku 2021 ponúka táto novinka takmer dvojnásobnú hustotu komponentov.
Zákazníci sa tak môžu tešiť na zhruba 50-percentné zvýšenie celkového výkonu, ako aj na na až o 70 percent lepšiu energetickú účinnosť. Nová architektúra navyše prináša dôležité 40-percentné škálovanie pamäte SRAM, čo je kľúčové pre moderné superpočítače a systémy umelej inteligencie.
Je ale dôležité brať na vedomie, že toto oznámenie zo strany IBM je čisto akademickým a výskumným míľnikom. Nejde o komerčne dostupné riešenie, ktoré by bolo okamžite pripravené na nasadenie v praxi. Keď v roku 2021 táto firma ukázala svetu vôbec prvý 2-nanometrový dizajn čipu s 50 miliardami tranzistorov, sľubovala okamžitú revolúciu. Dnes, o päť rokov neskôr, sa jej 2-nanometrová technológia stále nedostala do komerčnej produkcie pre masový trh.
Výroba je v rukách partnerov
Tento časový sklz je spôsobený tým, že IBM už dávno nie je klasickým komerčným výrobcom hardvéru. Spoločnosť pred rokmi predala celú svoju divíziu tovární na výrobu čipov firme GlobalFoundries. Odvtedy sa sústredí výhradne na teoretický výskum polovodičov, vývoj duševného vlastníctva a strategické partnerstvá.
Na to, aby dostala staršiu 2 nm technológiu do reálnej praxe, sa síce spojila s ambicióznym japonským startupom Rapidus, no toto spojenectvo zatiaľ nevyústilo do reálnych dodávok hardvéru.
Samotné IBM odhaduje, že ich najnovšia sub-1 nm technológia by mohla doraziť na výrobné linky najskôr v priebehu nasledujúcich piatich rokov. Ak sa tento scenár naplní, úspech bude plne závisieť od ochoty silných produkčných partnerov, masívneho nasadenia najmodernejších nástrojov pre pokročilú pokročilú litografiu, ako aj od dlhých rokov ladenia efektivity. Je totiž dôležité zabezpečiť nielen to, aby sa výroba vôbec začala, ale aj to, aby bola výťažnosť čo najvyššia.
Pre upresnenie, výťažnosť čipov v podstate znamená percento vyrobných čipov, ktoré netrpia defektmi. Inak povedané, čím vyššia výťažnosť, tým viac funkčných čipov z jednej dávky výroby. Ak je výťažnosť príliš nízka, výroba prestáva byť rentabilná. Náklady totiž idú rovnako ako na funkčné, tak aj nefunkčné čipy.
Šikovne to v minulosti dokázal obísť Apple, ktorý čipy s jedným nefunkčným grafickým jadrom nevyhodil, ale jednoducho toto jadro vypol a čipy nasadil v cenovo dostupnejších iPhonoch. Konečný spotrebiteľ si takmer nič nevšimol a Apple dokázal aj “vadný kus” premeniť na zisk. IBM však túto možnosť nemá, a preto výťažnosť jednoducho musí byť čo najvyššia.
