KIT-Transistor aus Silber-Atom bricht CPU-Weltrekord
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- Опубликовано: 28 фев 2022
- Alle Prozessoren, die sich weltweit gerade im Einsatz befinden, bestehen aus exakt den gleichen Materialien, sind nahezu identisch aufgebaut und werden auf die gleiche Art und Weise hergestellt (Quelle 2).
Sie bestehen aus Silizium, einem Halbmetall und somit Halbleiter. Das bedeutet, dass es sowohl die Eigenschaften von stromleitenden Elementen, aber auch von isolierenden Elementen besitzt. Perfekt geeignet um daraus Transistoren herzustellen (Quelle 4).
Sie verarbeiten die Informationen im Computersystem. Grob gesagt, je mehr davon vorliegen, desto leistungsfähiger ist der Rechner! Wir wollen also immer mehr davon!
Transistoren sind winzige logische Schalter mit denen der Stromfluss in der Computerhardware reguliert wird. Jedoch handelt es sich dabei nicht um kleine Bauteile, es sind Bereiche auf dem Chip, die mithilfe der sogenannten Photolithographie speziell behandelt wurden (Quelle 3).
Ein Verfahren bei dem durch Ätzungen, Lichtbestrahlungen und dem Auftragen neuer Schichten kleine Einkerbungen und Hügel erschaffen werden, die das gleiche wie größere Transistoren leisten können, allerdings so winzig sind, dass auf einen gängigen Computerchip so Stand der Herstellungsverfahren 2022 glatt 20mrd Stück davon passen (Quelle 7).
Nur dank diesem Verfahren ist es überhaupt möglich so viele Schaltelemente auf so kleinen Raum in so kurzer Zeit zu bringen. Ein Prozessor benötigt knapp 3 Monate bis zur fertigstellung. Gäbe es die Lithographie nicht, würde es wahrscheinlich Jahrzehnte bis Jahrhunderte dauern. Unvorstellbar (Quelle 5)!
Doch dieses Konzept bringt auch viele Nachteile mit sich! Um Computersysteme leistungsfähiger zu machen, packten wir einfach immer mehr und vor allem immer kleinere Transistoren auf Computerchips. Doch nun kommen wir an eine Grenze!
Das aktuelle Transistorkonzept kann physikalisch gesehen kaum noch kleiner werden. Nicht nur ist das Herstellungsverfahren am Ende des Möglichen, auch funktionieren zu kleine Transistoren einfach nicht mehr zuverlässig (Quelle 5).
Eine Grenze, die vielleicht nur dank der Forschung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und eigenartiger Silber-Transistoren gebrochen werden kann (Quelle 1).
Ihre Erfindung ist ein Durchbruch und Weltrekordhalter!
Science & mehr: / @officialnorio
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► Quellenangabe:
Quellen:
1: www.helmholtz.de/newsroom/art...
2: de.wikibooks.org/wiki/Siliciu...
3: www.sueddeutsche.de/wissen/eu...
4: www.chemie.de/lexikon/Siliciu...
5: www.sueddeutsche.de/wissen/te...
6: www.itwissen.info/Chipherstel...
7: en.wikipedia.org/wiki/Transis...
Ich finde diesen Ansatz echt innovativ! Das könnte echt ein Gamechanger werden!
BTW: Die im Intro gezeigten "Transistoren" sind eigentlich alte Lineare Spannungsregler (7915: -15 Spannung). Das nur ein Input von einem Elektronik Nerd (:
Da habe ich mich von den drei Kontakten trügen lassen! :O
@@Officialnorio haha, kein ding. Hauptsache der Inhalt ist spannend 😁😉
Was heißt denn hier alt? Ja, die sind aus den 70 Jahren aber werden immer noch oft verwendet. Von mir bspw😜
Man muss jetzt nur darauf hoffen, dass Deutschland diese Technologie auch kommerzialisiert und nicht wieder ins Ausland verschenkt
Definitiv mein Lieblingskanal für Tech-News. Das Kanalkonzept ist echt sehr gut.
Das freut mich sehr! :)
Wie immer sehr interessantes Video und auch darauf eingegangen was die Probleme sein könnten hinsichtlich Herstellung. 👏👍
Danke für das Lob!
Ich bin mega gepannt. 🍀
Dankeschön für das Video, mal wieder sehr interessant! Bin gespannt, was daraus wird. Warten wir’s ab.
Hi
Du hier ❓❓❓
Ja echt interessanter Beitrag .
Und Irre klein .
Sind ja fast so wie unsere Synapsen im Gehirn.
Wer denkt er hätte ausgelernt bleibt Morgen im Gestern stehen .
@@dietmarfanclub9046 Ich hier? - Schlange! Vids sind kurz, gut erklärt, gut recherchiert..
Muß wieder dran denken, wie ich als Lehrlin g einzelne Transistoren, Kondensatoren, Widerstände und anderes, aufregendes Zeug zusammengelötet habe! XD
@@tasminoben686 nur waren die wohl 1000 Mal größer und du hast keine Brille gebraucht.🤣🤣🤣🤣🤣.
@@dietmarfanclub9046 Ne, Brille brauchte ich vor meinem Unfall wirklich nicht! Hatte auf beiden Augen 125 Prozent. Oder, wie Faddern es nannte: Ich konnt Katzenschiet im Dunkeln sehen.. 🥲
Dafür hör ich heut das Gras wachsen..
Ja, Transistoren waren noch Erbsengroß.. Und das Modernste waren die IC'S! Doppelwürfelzuckerstückgroße Teile mit gaanz vielen Drahtbeinchen.. Enthielten - Wahnsinn! - etliche Transistoren! 😉
@@tasminoben686 die Dinger die Du zusammen gebaut hast hab ich später zu Hauf kaputt gemacht um ans Zinn Kupfer und Gold zu kommen 🤣🤣🤣
Rechnereinheiten so groß wie Begehbare Kühlschränke mit ner Leistungen von ner LED Lampe heute oder 🤔 mmmmmmh mir fällt gerade nix dümmers als LED Lampen ein .🤣🤣🤣🤣🤣
„Der Akku eines Smartphones schon nach wenigen Stunden aus geht“
-das ist bei mir auch jetzt schon so 😂😂😂
Hmmm aber der Transistor besteht ja nicht nur aus einem Atom nur weil es ein Einzelatom als bewegliches Teil benutzt. ... das Wäre genauso, wie zu sagen ein hab ich einen Autoschlüssel, dann ist das ein Auto .... von dem was hier gesagt wurde besteht der Transistor mindestens aus 1 Atom + 2 kontakten + 1 Steuermechanismus, wie auch immer der aussehen mag + einer Schicht die Atom + Kontakte in der richtigen Position halten muss.
Das bringt der Halbleiter aber durch seine Eigenschaften bereits mit.
Weiterhin ist anzumerken, dass es sich bei der Positionierung eines Atoms zwischen 2 Kontakten um ein mechanisches Verfahren handelt, das mit Sicherheit auch mechanisch in der Funktionalität und Zuverlässigkeit eingeschränkt werden kann(Trägheit bei Bewegungen/Stößen). Die zuverlässige Funktionalität ist hier stark in Zweifel zu ziehen das ist der Grund warum Mechanische Verfahren generell durch Chipverfahren abgelöst werden. HDD vs. SSD. Diskman vs. Mp3-player ....
Ich bezweifel, dass das jemals für mobile Systeme auf diese Art verwendet werden kann.
cooles video👌🏻
Klasse erklärt. Tolle grafische Darstellung!
nice nice. Ich habe zwar gehört das Schwefel Chips (Theoretisch) die Leistungsfähigsten auf der Welt seien sollen, aber über die Herstellung ist mir dabei nichts bekannt.
Elite 💪🏻
Also ich finde jedes deiner neue Video von dir immer wieder atemberaubend, sehr informativ und einfach geil (Aufgrund deiner Erzähltechnik und der Animationen/Videos im Hintergrund)
Allerdings frage ich mich gerade wie es sein kann, dass in jedem deiner Videos irgendein Rekord gebrochen wird xD
Wie schwer ist es diese neuen Transistoren herzustellen?
mal angenommen, man hat eine kleine box. darin ermöglicht man, einem organissmus, sich frei zu entfalten und zu vermehren. dies ist dann eine galaxxy (nach einigen milliarden jahren)
...
diese box ist aber gerade einmal handgroß
...
wenn man anschließend diese bewohner dess universums bittet, rießige transistoren herzustellen, dann hat man microskopisch kleine transistoren,
welche auch in einem system eingesetzt werden kann,
welches wir herstellen
...
ebenso sind dichtere materialieverbindungen möglich,
die unser bestehendes material verstärken
...
oder man nimmt den einfacheren weg,
und geht den weg gottes (alles andere als verharren lassen und enttäuschungen fühlen lassen oder dem leben ein ende setzen)
Freue mich schon richtig darauf, was es früher oder später für neue teile geben wird :D
coole Schnitte am Anfang
Sehr informatives und gut erklärtes Video! An 1-2 Stellen fachlich nicht ganz korrekt. Das fällt mir aber nur auf, da ich Nanotechnologie studiere :)
Vielen Lieben Dank! :)
Ich werde noch viele Videos über Chips machen und daher wäre dankbar, wenn du mir sagen könntest, was ich fachlich nicht ganz korrekt dargestellt habe :)
@@Officialnorio Dieses Fach wird er erst in 10 Jahren studieren -also bitte ein wenig Geduld! :-)))
@norio - etwas schwammig erklärt ist z.b. die Grenze der minimalen Grösse der Transistoren. Die Wellenlänge von Licht ist einiges grösser als die 12nm welche wir derzeit nutzen. Eine normale Lithographie mit Licht an/Licht aus ist so also nicht mehr möglich. Wir nussten also bereits Tricksen, damit wir unter diese Grenze kommen. Das derzeit beste Verfahren ist die EUV Lithographie - mit CO2 Laser erzeugtes extrem kurzwelliges UV Licht.
Wie produziert TSMC? Wenn die Grenze für Lithografier bei 13,5nm ist und TSMC aktuell mit 5nm produziert, stelle ich mir die Frage nach deren Verfahren um dies umzusetzen.
es gibt auch Germanium-Halbleiter, zur Info
Du hast ein eigene animationsteam ?
4:13 hier gehts los
Seh noch nicht ganz, wie dabei die Quanteneffekte wie Tunnel-effekt leakage umgangen werden sollen. Das Potential im Hohlraum wird auch noch eine nicht verschwindende Wahrscheinlichkeit haben, Strom zu leiten wo keiner fließen soll. Hätte mir daher ein bisschen mehr Detail zur Physik gewünscht. Aber trotzdem Interessant!
3:03 ah dafür war das bild auf discord 😂
Wow, das ist mal ein Xtremer Sprung nach vorn, ob ich da 100 Jahre alt sein werde bis das dieser CPU auf den Markt kommt ?
Für den Handy-Markt wäre das absolut interessant, wegen dem Energieverbrauch, dann könnten die Handys endlich mal wieder 1 Woche und länger laufen bis zur nächsten Ladung, so wie es früher einmal war.
ebenso bei Lappys.
Das wäre wirklich interessant wie ich finde.
Ein großer Verbrauch/teilweise Hauptverbrauch bei Smartphones ist aber das Display und nicht die APU. Es sei denn man zockt, aber das betrifft eher weniger Nutzer und meistens auch nur in Maßen. :)
Sprich in der Regel würde das Akku nicht so übertrieben viel länger halten.
@@Sora-xm5xe ja da hast du schon recht aber mir ist aufgefallen dass mein Handy (Xiaomi Pocophone F1) schon ordentlich den Akku leerlutscht, auch wenn dieses mit ausgeschaltetem Bildschirm in der Tasche liegt, deshalb denke ich dahingehend wird das schon ganz schön was bringen.
Das ist aber dann vermutlich aktuell nicht wirschaftlich in massen herstellen und ist aktuell nur im labor möglich genause wie graphene und andere sachen.
Deine Videos sind sehr interessant. Es wäre schöner wenn die Themen etwas rationaler/sachlicher und technisch noch etwas tiefer gehen würden.
Danke fürs Feedback!
@@Officialnorio.. auch wenn du dann vermutlich ein kleineres Publikum ansprechen wirst..
Schönen abend dir :)
Danke gleichfalls :)
Der Hauptverbraucher beim Mobiltelefon ist aber das Display.
Ich denke das hier die Bezeichnung Transistor nicht mehr angebracht ist. Sozusagen wird hier eine kontinuierliche Übertragung des Widerstandes nicht mehr gewährleistet. Es beruht auf dem Prinzip eines elektronischen Schalters der explizit nur noch 2 Zustände ausgeben kann. Vereinfacht gesagt kann man hier von einem atomaren Argentumschalter sprechen ;-)
Transistoren mit beweglichen Teilen sind für gewöhnlich aufgrund der Fehleranfälligkeit keine gute Idee.
Phototransistoren sind da vielversprechender. Da entfällt dann auch das Problem mit der Geschwindigkeit des elektrischen Stroms durch den Transistor. Dammit würden dann achteile von größeren Transistoren wegfalle und Recheneinheiten könnten ohne Nachteile insgesamt größer werden.
Leg die Zukunft in quantencomputern oder in Tipp Alternativen
Hat IBM schon vor 40 Jahren berichtet. Seitdem nix mehr gehört .
🤯
Ah,nicht schlecht diese Bonzen-CPUs.Fehlt eigentlich nur noch 'ne Gold-CPU 100000x schneller,und dann noch,sagen wir Diamanten-CPUs zwölfunddrölfzigx schneller.Ähh,wo war ich.....? ;-) A bisserl Spass muss sein. Klasse Video!
TSMC ist nicht einer der größten Halbleiterhersteller, sondern DER größte ;)
Und er produziert mit 5nm.
0:14 Es gibt auch Transistoren, die nicht aus Silizium bestehen.
2:50 Das ist falsch ... z.Z. liegen wir bei 5nm, mit EUV-Lithografie geht's runter bis 3 nm.
Unglücklich ausgedrückt, aber grundsätzlich können Transistoren nie kleiner werden als die Wellenlänge des verwendeten Lichts. Mein Fehler!
Naja bis langen halte immer noch ich der rekord mit dem Schwefel cpu!
2.11 min bis zum Intro...so muss das xD
hätte, hätte Fahrradkette...
Sehr interessanter Ansatz.👍👍👍🇺🇦🕊️
:D
Also in silber invistieren? 😂
So etwas rechtfertigt ein "Sondervermögen"! 120 Milliarden da rein, statt in das was gerade gefördet wird ... und D erreicht alle Klima-/ Wirtschafts-, Finanz- und Zukunftsziele, die es will. *Oh, ich träume nur. Schade.*
Du übertreibst es etwas mit deinen Clickbait Titeln, das sind alles nur hypothetische Daten das glaube ich wenn ich es vor mir als entwickeltes Produkt sehe. Du hast schon 3 andere Videos mit ähnlichen Titeln wie "Licht Prozessor übertrifft allles" oder "Schwefel Prozesser übertrifft alles", klar es wird in alle möglichen Richtungen geforscht im Moment und es ist toll dass du wissenschaftliche Veröffentlichungen für uns Laien gut erklärst, aber man sollte mal auf dem Teppich bleiben das ist keine Technologie die in den nächsten 5 Jahren in unseren PC oder Tablets sein wird. Nur mal als kleine Kritik 🙂
Danke für die konstruktive Kritik. Nunja, generell finde ich nicht, dass es zum Clickbait zählt, da ich ja genau den Inhalt, den ich im Thumbnail und Titel anspreche auch im Video behandel. Und hier mache ich das, so denke ich, doch äußerst seriös und ordne die Zahlen entsprechend ein.
Der Titel ist an sich mehr als "Formatbezeichnung" zu verstehen. Einmal pro Monat möchte ich eine hypothetische Super-CPU auf Basis der aktuellen Forschungsergebnisse vorstellen. Ich mache mir mal Gedanken wie ich alle Parteien besser zufriedenstellen kann.
@@Officialnorio Es stimmt zwar, dass der Titel dem Inhalt zutrifft. Aber der Titel gibt gleichzeitig die Erwartung, als wäre ein Durchbruch für die Menschheit errungen. Die Enttäuschung ist umso größer, wenn es dann am Ende des Videos heißt, man weiß es noch nicht...
Also A. man benutzt die reißerischen Worte nur bei wirklichen Erfolgen, die sich auch etabliert haben und sonst nutzt man den Konunktiv oder B. man arbeitet mit Tags vor den Videos
z.B.: [Entdeckung] Exteme Leistung! Silber-Prozessoren könnten CPUs revolutionieren
Alles andere macht gerade Wissenschaftsinteressierte nur skeptisch und verknüpfen am Ende den Kanal mit Enttäuschung :/
Ich bin gerade dabei einen passenderen Titel zu finden. Danke für eure Kritik!
@@Officialnorio Danke! Ansonsten top mach weiter so
Blablabla
Was nützt die kleinste CPU, wenn der Rechner drumherum genau so gross wie bisher bleibt.Das führt nur dazu,dass alles an der Kotzgrenze arbeitet .
Daumen runter, wegen Musik beim Sprechen!