A két intézmény munkatársai a CMOSAIC nevű projekt keretében kezdték el kifejleszteni az új alkatrészt,
amelynél a processzormagok nem egymás mellé, hanem egymásra kerülnek. A
CMOSAIC-ot a Nano-Tera program költségvetéséből finanszírozzák. A kutatócsoport tagjai John R.
Thome vezetésével azt tűzték ki célul maguk elé, hogy ugyanannyi
tranzisztort igyekeznek elhelyezni egyetlen négyzetcentiméteren, mint
ahány neuron található ugyanekkora területen az emberi agyban.
"Az emberi agyban körülbelül egy milliárd idegsejt helyezkedik el egy
négyzetcentiméteren. Hasonló mennyiségű tranzisztorok képezhetnék a
jövő 3D-s chipjeinek alapjait" - jelentette ki a szakember. A
CPU-gyártók évek óta készítenek többmagos processzorokat, azonban
ezeknek a koncepciónak mind fizikai, mind gazdasági korlátai vannak.
Nem meglepő tehát, hogy az új projekt az IBM szakértőinek érdeklődését
is felkeltette.
A megfelelő hűtés különösen fontos, ugyanis az elektronikus alkatrészek
85 Celsius-fok feletti hőmérsékleten már nem képesek a stabil
működésre. Az elképzelések szerint a CPU-ba egy integrált hűtőrendszert
is beépítenének, amely megakadályozná, hogy a mikroprocesszor üzemi
hőmérséklete meghaladja a 85 Celsius-fokos határértéket. A problémát
úgy oldanák meg, hogy 50 mikrométer átmérőjű hűtőcsatornákat
helyeznének el az egyes processzormagok között. A hőt ezek fognák fel
és adnák le gőz formájában. A gőzt egy kondenzátor segítségével ismét
folyékony anyaggá alakítanák át, majd ezt az anyagot visszavezetnék a
3D-s processzorba.
"Egyaránt szóba kerülhet a víz vagy más környezetbarát hűtőfolyadék
alkalmazása. Hosszú távon pedig azzal számolunk, hogy az így keletkező
hőt felhasználnánk épületek fűtésére" - mondta John R. Thome. Mivel a
szerverek üzemeltetésére és hűtésére fordított árammennyiség ötévente
megduplázódik, így közel sem mindegy, hogy az új megoldás mennyire lesz
hatékony és energiatakarékos. A másik fontos cél a megfelelő
teljesítmény biztosítása alacsony energiafelhasználás mellett. Az, hogy
az egyes processzormagok miként és hány csatornán kapcsolódnak
egymáshoz, ugyancsak a hűtőrendszer kialakításától függ.
A kutatók abban viszont biztosak, hogy hosszú távon létre lehet hozni
olyan chipeket, amelyeket a mai társaiknál 90 százalékkal kevesebb
energiát fogyasztanak. Az új 3D-s mikroprocesszor prototípusa várhatóan
2010-re már el is készülhet és 2015-ben jelenhetnének meg az új CPU-ra
épülő első számítógépek. A processzor sorozatgyártása ugyanakkor 2020
előtt semmiképpen sem kezdődhet el.
