IBM svela un chip da 500 GHz

Armonk (USA) – I ricercatori di IBM e del Georgia Institute of Technology hanno sviluppato un chip in silicio in grado di funzionare a frequenze superiori a 500 GHz , ovvero 500 miliardi di cicli al secondo. Questa frequenza di clock è oltre 160 volte superiore a quella di un tipico processore per PC odierno.

Per ottenere tale performance, che ha permesso a Big Blue di abbattere il precedente record di velocità, gli scienziati hanno “congelato” criogenicamente il chip a -268,65 gradi Celsius (pari a 4,5 gradi Kelvin). Temperature estremamente basse come questa si trovano naturalmente solo nello spazio siderale, ma possono essere raggiunte in maniera artificiale sulla Terra utilizzando materiali come l’elio liquido. Lo Zero Assoluto (0 gradi Kelvin), la temperatura più fredda possibile in natura, si verifica a -273.15 gradi centigradi.

Secondo IBM, le simulazioni al computer suggeriscono che la tecnologia Silicio-Germanio (SiGe) utilizzata in questo chip potrebbe sostenere frequenze operative perfino superiori (quasi un TeraHertz, ovvero 1.000 GHz) anche a temperatura ambiente .

Gli esperimenti condotti dai ricercatori di IBM e Georgia Tech hanno l’obiettivo di esplorare i limiti massimi di velocità dei semiconduttori SiGe , che funzionano più velocemente a temperature molto basse. I chip utilizzati nella ricerca provengono da un prototipo di tecnologia SiGe di quarta generazione prodotto da IBM su un wafer da 200 millimetri. A temperatura ambiente possono già raggiungere circa 350 GHz .

“Per la prima volta, Georgia Tech ed IBM hanno dimostrato che è possibile raggiungere velocità di cinquecento miliardi di cicli al secondo in una tecnologia commerciale basata su silicio, utilizzando grossi wafer e tecniche di produzione a basso costo compatibili con il silicio stesso”, ha affermato John D. Cressler, Byers Professor presso la Georgia Tech’s School of Electrical and Computer Engineering, e uno dei ricercatori del Georgia Electronic Design Center (GEDC) presso la Georgia Tech.

SiGe è una tecnologia di processo nella quale il silicio, il materiale che sta virtualmente alla base di tutti i moderni microchip, viene drogato con il germanio in modo da far funzionare i chip in maniera più efficiente.
“SiGe aumenta significativamente le prestazioni e riduce i consumi elettrici nei chip integrati in telefoni cellulari ed altre avanzate apparecchiature di telecomunicazione”, ha spiegato IBM.

IBM ha annunciato per la prima volta la propria tecnologia SiGe nel 1989 e l’ha introdotta nei primi chip industriali nell’ottobre 1998. Da allora, ha venduto centinaia di milioni di chip SiGe. Le possibili applicazioni dei circuiti ad altissima frequenza in Silicio-Germanio riguardano sistemi commerciali di comunicazione, elettronica per la difesa, esplorazione spaziale e telerilevamento.

Big Blue ha spiegato che una migliore comprensione della fisica delle apparecchiature SiGe, e quindi dei circuiti che possono essere costruiti partendo da esse, fornirà indizi importanti per migliorare i futuri chip .

“In questi dispositivi osserviamo degli effetti a temperature criogeniche che le rendono più rapide di quanto non suggerirebbe la semplice teoria, e potrebbero offrire prospettive ancora più interessanti,” ha spiegato Cressler. “Comprendere la fisica alla base di questi transistor avanzati ci consente di migliorare la prossima generazione di circuiti integrati basati su silicio.”

Interessante notare come, oltre a IBM e Georgia Tech, tra i finanziatori della ricerca compaia anche la NASA.