News "Um ein Vielfaches schneller": Neues ferroelektrisches Material soll Transistoren revolutionieren

[PCGH-Redaktion]

Wissenschaftler haben ein neues ferroelektrisches Material entwickelt, das nun erstmals für den Bau eines Transistors genutzt wurde. Die ersten Ergebnisse lesen sich vielversprechend.

Was sagt die PCGH-X-Community zu "Um ein Vielfaches schneller": Neues ferroelektrisches Material soll Transistoren revolutionieren

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[RyzA]

Ausgehend von den derzeitigen Transistoren, die für Zustandswechsel einige Hundert Nanosekunden benötigen, soll das aus dem Molybdändisulfid bestehende Bauteil nur den Bruchteil davon in Anspruch nehmen. Das Material selbst weist zudem den Vorteil auf, dass es extrem dünn ist - und entsprechend potenziell noch dichter als bisherige Halbleiter gepackt werden kann. Damit könnte sowohl mehr Leistung pro Fläche als auch eine höhere Energieeffizienz erreicht werden. Insbesondere im Zeitalter der KI-Beschleuniger wären solche Gewinne von entscheidender Bedeutung für weitere Fortschritte.

Das hört sich ja erstmal toll an. Aber die Fehleranfälligkeit steigt dann bestimmt auch oder?
Man sieht ja schon bei aktuellen CPUs was da los ist.

 

[Gamer1970]

Bisher wurde also nur ein einziger Transistor entwickelt? Naja, bei der Rate dürfte es also noch etwas dauern, bis wir davon etwas sehen werden. So schätzungsweise 10 Jahre? Wenn überhaupt...

 

[Ripcord]

Bisher wurde also nur ein einziger Transistor entwickelt? Naja, bei der Rate dürfte es also noch etwas dauern, bis wir davon etwas sehen werden. So schätzungsweise 10 Jahre? Wenn überhaupt...

Das wird bestimmt viel länger dauern. Vor 10 Jahren gab es schon unzählige Meldungen zu neuen Superakkus für Smartphones. Danach hat man nie wieder etwas davon gehört.

 

[PCGH_Torsten]

Ich weiß nicht, wie die Zwischenquelle das Entscheidende auslassen konnte, aber wenn man einen Link weiter klickt:
- 10-20 Jahren ist der von Grundlagenforschern angedachte Zeithorizont. Wenn die Industrie nicht sofort aufspringt, sind Steigerungen gut möglich.
- Es geht um "Transistoren", die ihren Zustand durch Verschiebung ihres Aufbaus ändern und dann dauerhaft halten => nicht volatiler Speicher.

Für Rechenwerke wären dagegen Dicken von "Milliardstel Meter", also mehrere Nanometer, weder eine Besonderheit noch eine relevante Größe verglichen mit der Grundfläche. Und Schaltzeiten im (mehrere) Nanosekunden-Bereich wären schlichtweg peinlich. 1 ns = 1 Taktzyklus bei 1 GHz. Mehrere davon = maximaler Takt beträgt Bruchteile eines Gigahertz. Und das für einen einzelnen Transistor auf dem Labortisch, wo sonst THz-Forschung stattfindet.

 

[RyzA]

Ich weiß nicht, wie die Zwischenquelle das Entscheidende auslassen konnte, aber wenn man einen Link weiter klickt:
- 10-20 Jahren ist der von Grundlagenforschern angedachte Zeithorizont. Wenn die Industrie nicht sofort aufspringt, sind Steigerungen gut möglich.
- Es geht um "Transistoren", die ihren Zustand durch Verschiebung ihres Aufbaus ändern und dann dauerhaft halten => nicht volatiler Speicher.

Für Rechenwerke wären dagegen Dicken von "Milliardstel Meter", also mehrere Nanometer, weder eine Besonderheit noch eine relevante Größe verglichen mit der Grundfläche. Und Schaltzeiten im (mehrere) Nanosekunden-Bereich wären schlichtweg peinlich. 1 ns = 1 Taktzyklus bei 1 GHz. Mehrere davon = maximaler Takt beträgt Bruchteile eines Gigahertz. Und das für einen einzelnen Transistor auf dem Labortisch, wo sonst THz-Forschung stattfindet.

Also sind die gar nicht so toll? Oder besonders? Wie es zuerst den Anschein erweckt?

 

[PCGH_Torsten]

Wenn sie die Technik zu komplexen Schaltungen mit hoher Transistordichte skalieren können, ohne Vorteile zu verlieren, dann käme ein nicht-flüchtiger Speicher mit der Geschwindigkeit heutigen DRAMs raus. Das wäre schon was Besonderes – zumindest heute. In 20 Jahren vielleicht weniger, je nachdem welche der anderen potenziellen Flash-Nachfolger es zur Serienreife schaffen. Aber die Disziplin, in der es toll wäre, ist halt nicht "Transistor", sondern "Speicher." Suchmaschinen zu Folge wurde der erste Transistor mit Schaltzeiten im Bereich von 1 ns und weniger vor 65 Jahren hergestellt.

 

[KasenShlogga]

Bin mal gespannt ob das jemals die Marktreife erreicht. Bei den meisten "Wundertechnologien" hört man später nie wieder etwas davon.

 

[Stormado]

Was für ein Material ist das denn bitte? Wären wir - sofern man eine eigene Fertigung in Europa aufbaut - dann dennoch abhängig von Asien/Amerika oder könnten wir unsere eigenen Ressourcen nutzen?

Ich finde, abseits der Frage, ob denn die Technik kommt und auch sinnvoll ist, sollte das andere m. M. n. auch geklärt sein.

 

[BxBender]

Um ein Vielfaches schneller: Neues ferroelektrisches Material soll Transistoren revolutionieren

Pentium 4 10Ghz Edition Reloaded? Ein kühner Inteltraum könnte doch noch zur Realität werden... ^^

 

[RyzA]

Wenn sie die Technik zu komplexen Schaltungen mit hoher Transistordichte skalieren können, ohne Vorteile zu verlieren, dann käme ein nicht-flüchtiger Speicher mit der Geschwindigkeit heutigen DRAMs raus. Das wäre schon was Besonderes – zumindest heute. In 20 Jahren vielleicht weniger, je nachdem welche der anderen potenziellen Flash-Nachfolger es zur Serienreife schaffen. Aber die Disziplin, in der es toll wäre, ist halt nicht "Transistor", sondern "Speicher." Suchmaschinen zu Folge wurde der erste Transistor mit Schaltzeiten im Bereich von 1 ns und weniger vor 65 Jahren hergestellt.

Ok danke. Jetzt habe ich das besser verstanden.

 

[BxBender]

Bin mal gespannt ob das jemals die Marktreife erreicht. Bei den meisten "Wundertechnologien" hört man später nie wieder etwas davon.

Also ich habe diverse Tesarollen auf Vorrat gekauft.
Warte nur noch auf das passende Bandlaufwerk dafür.
Dann gehts aber rund hier, sag ich dir. ^^

Was für ein Material ist das denn bitte? Wären wir - sofern man eine eigene Fertigung in Europa aufbaut - dann dennoch abhängig von Asien/Amerika oder könnten wir unsere eigenen Ressourcen nutzen?

Ich finde, abseits der Frage, ob denn die Technik kommt und auch sinnvoll ist, sollte das andere m. M. n. auch geklärt sein.

Thema Bürokratie und Konsorten ... ja, wir werden auch dort wieder abhängig von Amerika , Taiwan und evtl. China werden, so wie immer.

 

[Derjeniche]

Insbesondere im Zeitalter der KI-Beschleuniger wären solche Gewinne von entscheidender Bedeutung für weitere Fortschritte.

Hauptsache mal wieder ein Buzzword ohne Mehrwert für die SEO untergebracht. Als ob die Verringerung von Schaltzeiten respektive Erhöhung der Taktraten/Geschwindigkeit von Hardware insbesondere oder gar erst ab der Einführung von KI bedeutend wären.

 

[ΔΣΛ]

Lesen wir bombastische Fortschritte nicht immer wieder mal, am ende kommt das gefühlt nie bei uns an.

Bisher wurde nur ein einzelner Transistor entwickelt, sodass bis zu einer Massenproduktion noch Geduld gefragt ist

Wie immer ganz unten im Artikel, klingt vielversprechend ( ), in zwanzig Jahren können sie sich nochmal melden

 

[MajoPCGH]

Klasse - immer schnellere Chips um sie in Massen ineffiziente "KI" Berechnungen machen zu lassen. Den Stromverbrauch und die Kleinigkeit namens Klimawandel hat der AI hype scheinbar vollständig abgelöst oder? Gruß geht raus an meine zukünftigen Enkel - es tut mir leid für euch!

 

[Rhino_Cracker]

Der Artikel verwirrt mich etwas.

Ausgehend von den derzeitigen Transistoren, die für Zustandswechsel einige Hundert Nanosekunden benötigen, soll das aus dem Molybdändisulfid bestehende Bauteil nur den Bruchteil davon in Anspruch nehmen.

Wieso sollen derzeitige Transistoren "einige hundert Nanosekunden" für einen Zustandswechsel benötigen?
Wir haben doch mittlerweile 6GHz Boost-Takt, das müssten doch 1/6 ns = 0,1666ns = 166 ps (pico-sekunden) sein, oder auf welchem Schlauch stehe ich gerade?

 

[Tamrocko]

Von Wunder-Transistoren hab ich schon öfter gehört. Aber immer nur ein mal und dann nie wieder.

 

[ΔΣΛ]

immer schnellere Chips um sie in Massen ineffiziente "KI" Berechnungen machen zu lassen.

Ist leider so, in vielen Teilen der Welt sind die Stromkosten deutlich niedriger als bei uns, Effizienz genießt leider noch keine derart hohe Priorität wie man es sich wünschen würde - oder wie es sinnvoll wäre.

Gruß geht raus an meine zukünftigen Enkel - es tut mir leid für euch!

Warum so weit in die Zukunft, massive Probleme habe wir jetzt schon, Anfang des Jahres im WINTER hatte Spanien um die 30°C, im Frühling hatte wir 25-30°C, alles andere als normal.
Ist nicht lange her das es in Indien länger um die 50°C hatte in einer Zeit wo die Hitzewellen noch bevorstehen, im Irak hat es gerade erst einen Hitzebedingten Lockdown gegeben da es auch dort 50°C hatte.
Es wird immer wärmer, auch halten die Hitzewellen immer länger an.

 

[Rollora]

Wenn sie die Technik zu komplexen Schaltungen mit hoher Transistordichte skalieren können, ohne Vorteile zu verlieren, dann käme ein nicht-flüchtiger Speicher mit der Geschwindigkeit heutigen DRAMs raus. Das wäre schon was Besonderes – zumindest heute. In 20 Jahren vielleicht weniger, je nachdem welche der anderen potenziellen Flash-Nachfolger es zur Serienreife schaffen.

Moment, hat Intel nicht bis vor kurzem auch nicht-flüchtigen RAM angeboten oder irre ich mich grad

Das wird bestimmt viel länger dauern. Vor 10 Jahren gab es schon unzählige Meldungen zu neuen Superakkus für Smartphones. Danach hat man nie wieder etwas davon gehört.

Der Wunderakku existiert tatsächlich.
Allerdings hat jede Technologie bei Akku Forschung oft auch gehörige Nachteile.
So gibt's Technologien die:
- kaum seltene Erden verwenden, dafür weniger Energiedichte haben
- höhere Energiedichte haben, dafür teure Rohstoffe
- geringeres Gewicht, dafür weniger Ladezyklen
Etc etc
Es geht halt um mehr als nur eine Eigenschaft, es müssen mehrere Sachen parallel angesprochen werden:
-Gewicht
-Energiedichte
-Lebensdauer
- Temperaturabhängigkeit
- Materialien
-Ladegeschwindigkeit
.........

 

[AMG38]

Wieso sollen derzeitige Transistoren "einige hundert Nanosekunden" für einen Zustandswechsel benötigen?

Ist im Artikel unglücklich ausgedrückt. Es gibt einen Unterschied hinsichtlich Zustandswechsel zwischen An/Aus und positiv_geladen/negativ_geladen. Genau um letzteres dreht es sich bei dieser News. Das rudimentäre An/Aus kann bei den heutigen Transistoren sogar im pikosekundenbereich geschehen (Schaltzeiten).

Anders sieht das aber aus, wenn dabei die Polarität gedreht werden soll, z.B. von +5V schlagartig auf -5V, speichernd! Das erfordert physikalisch gesehen Änderungen im Material (z.B. Elektroneninjektion oder -verschiebung durch anlegen einer höheren Spannung oder Magnetisierung von Schichten durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes). Das ist dann von der Prozesszeit nicht mehr vergleichbar mit der rein logischen Zustandsänderung wie im DRAM oder SRAM. Bei letzterem werden Daten durch Auf- und Entladung von Kondensatoren gespeichert. Die Zeit hier ist sehr kurz, weil die Elektronen lediglich zwischen Transistor und Kondensator schludern. Um die Ladung der Kondensatoren aufzufrischen, kommen noch die Refresh-Zyklen und trotzdem ist das ganze immer noch schneller als beim nichtflüchtigen Speicher, wo Elektronen erstmal durch isolierte Schichten bewegt werden müssen.