فناوری کوچک، قدرت بزرگ هوش مصنوعی: تراشه‌های ۲ نانومتری چه هستند؟

توانایی‌ها و اهمیت

به گزارش پایگاه خبری آدینه پرس؛ قدرت پردازشی تراشه‌ها طی دهه‌ها به‌طور چشمگیری افزایش یافته است، زیرا سازندگان توانسته‌اند اجزای الکترونیکی میکروسکوپی بیشتری را در آن‌ها جای دهند. این پیشرفت‌ها جهش‌های بزرگی را در فناوری‌های مختلف از تلفن‌های هوشمند گرفته تا خودروها رقم زده و زمینه‌ساز ظهور ابزارهای هوش مصنوعی مانند ChatGPT شده است.

تراشه‌های پیشرفته ۲ نانومتری عملکرد بهتر و بهره‌وری انرژی بالاتری نسبت به نسل‌های پیشین دارند. ساختار آن‌ها به گونه‌ای طراحی شده که تعداد بیشتری از اجزای کلیدی موسوم به ترانزیستورها را در خود جای می‌دهند. به گفته شرکت IBM، این فناوری جدید سرعت لپ‌تاپ‌ها را افزایش می‌دهد، ردپای کربنی مراکز داده را کاهش می‌دهد و توانایی خودروهای خودران در شناسایی سریع‌تر اشیاء را بهبود می‌بخشد.

برای هوش مصنوعی، این تراشه‌ها هم در دستگاه‌های مصرفی (با امکان اجرای سریع‌تر و توانمندتر مدل‌های هوش مصنوعی روی خود دستگاه) و هم در مراکز داده (با اجرای کارآمدتر مدل‌های بزرگ) مزیت ایجاد می‌کنند.

سازندگان

تولید تراشه‌های ۲ نانومتری، که پیشرفته‌ترین در صنعت هستند، فرآیندی بسیار دشوار و پرهزینه است و نیازمند ماشین‌های لیتوگرافی پیشرفته، دانش عمیق تولید و سرمایه‌گذاری عظیم است. در حال حاضر تنها چند شرکت توانایی این کار را دارند: TSMC تایوان، سامسونگ کره جنوبی و اینتل آمریکا.

TSMC در صدر قرار دارد، در حالی که سامسونگ و اینتل هنوز در مرحله بهبود بازده تولید هستند و مشتریان بزرگ‌مقیاس ندارند. همچنین شرکت ژاپنی Rapidus در حال ساخت کارخانه‌ای در شمال ژاپن برای تولید تراشه‌های ۲ نانومتری است که تولید انبوه آن برای سال ۲۰۲۷ برنامه‌ریزی شده است.

ابعاد سیاسی

مسیر TSMC برای تولید انبوه تراشه‌های ۲ نانومتری همواره هموار نبوده است. در اوت گذشته، دادستان‌های تایوان سه نفر را به سرقت اسرار تجاری مرتبط با این تراشه‌ها برای کمک به شرکت ژاپنی Tokyo Electron متهم کردند. مقامات قضایی این پرونده را مرتبط با «فناوری‌های حیاتی ملی» دانستند.

عوامل ژئوپلیتیک و جنگ‌های تجاری نیز نقش مهمی دارند. گزارش‌ها نشان می‌دهد TSMC برای جلوگیری از مشکلات ناشی از محدودیت‌های احتمالی آمریکا، در خطوط تولید ۲ نانومتری خود از تجهیزات ساخت چین استفاده نخواهد کرد. این شرکت همچنین قصد دارد تولید تراشه‌های ۲ نانومتری در ایالات متحده را تا پایان دهه سرعت ببخشد.

اندازه واقعی

دو نانومتر بسیار کوچک است؛ برای مقایسه، قطر یک اتم حدود ۰.۱ نانومتر است. با این حال، «۲ نانومتر» به اندازه واقعی تراشه یا اجزای آن اشاره ندارد و بیشتر یک اصطلاح بازاری است. هرچه عدد کوچک‌تر باشد، تراکم ترانزیستورها بیشتر است.

به گفته IBM، طراحی‌های ۲ نانومتری می‌توانند تا ۵۰ میلیارد ترانزیستور را روی تراشه‌ای به اندازه ناخن جای دهند؛ اجزایی کوچک‌تر از ویروس. این ترانزیستورها با برش و پردازش لایه‌های سیلیکون و ترکیب آن‌ها با فیلم‌های نازک مواد دیگر ساخته می‌شوند. تراکم بالاتر ترانزیستورها به معنای تراشه‌ای کوچک‌تر یا هم‌اندازه با قدرت پردازش سریع‌تر است.

آینده

بله، تراشه‌ها می‌توانند حتی بهتر شوند. TSMC در حال توسعه فناوری «۱.۴ نانومتری» است که گفته می‌شود تولید انبوه آن حدود سال ۲۰۲۸ آغاز خواهد شد و سامسونگ و اینتل نیز در حال پیشرفت در همین مسیر هستند.

TSMC تولید انبوه تراشه‌های ۳ نانومتری را در سال ۲۰۲۳ آغاز کرد و رسانه‌های تایوانی گزارش داده‌اند که این شرکت در شهر تایچونگ کارخانه‌ای برای تراشه‌های ۱.۴ نانومتری می‌سازد. Rapidus ژاپن نیز تراشه‌های ۲ نانومتری را «ایده‌آل برای سرورهای هوش مصنوعی» می‌داند و آن‌ها را «سنگ‌بنای زیرساخت دیجیتال نسل آینده» معرفی کرده است، هرچند چالش‌های فنی و هزینه‌های عظیمی در این مسیر وجود دارد.