Yapay zekâ ve yüksek performanslı veri işleme alanında artan talepler, modern yarı iletken teknolojilerini fiziksel sınırlarına taşımış durumda. Milyarlarca transistörle donatılmış çipler artık üretim ve performans açısından sınırlara ulaşıyor. Uzmanlar, mikroçip çağının sona yaklaştığını ve yeni dönemin “wafer-scale” adı verilen dev sistemlerle şekillenebileceğini belirtiyor.
Nvidia, Çip Sınırlarını Zorlamaya Devam Ediyor
Dünyanın en değerli şirketi konumuna yükselen Nvidia, üretiminde kullandığı gelişmiş mimarilerle sektöre yön veriyor. Şirketin 208 milyar transistöre kadar çıkan işlemcileri, tek başına güçlü performans sergilese de asıl etkiyi veri merkezlerinde binlerce birim birlikte çalıştığında gösteriyor. Bu yapı sayesinde çipler, bağımsız birer işlem birimi olmaktan çıkarak devasa ölçekli süper bilgisayarlara dönüşüyor.
Ancak çiplerin üretiminde kullanılan aşırı ultraviyole litografi teknolojisi, fiziksel sınırlarla karşı karşıya. ASML tarafından geliştirilen “Extreme Machine” sistemleri, silikon plakalara devre desenleri işliyor. Ancak bu süreçte “retikül sınırı” olarak bilinen bir kısıtlama, tek çipin boyutunu yaklaşık 800 milimetrekare ile sınırlıyor. Bu nedenle daha büyük işlem kapasitesi elde etmek isteyen üreticiler, görevleri küçük “chiplet” birimlerine bölmek zorunda kalıyor.
Sektör, retikül sınırının ötesine geçebilmek için farklı bir yola yöneliyor. “Wafer-scale” adı verilen yöntem, geleneksel çip üretimini tamamen geride bırakıyor. Bu sistemde silikon plakanın tamamı tek bir işlem yüzeyi olarak kullanılıyor.
Kaliforniya merkezli Cerebras şirketi, bu alanda önemli adımlar atan firmalardan biri. Şirketin geliştirdiği WSE-3 modeli, tam dört trilyon transistör içeriyor. Bu tasarım, geleneksel çiplere kıyasla 7 bin kat daha yüksek bellek bant genişliği sunuyor. Belleğin doğrudan plaka üzerine entegre edilmesi, veri aktarım gecikmesini büyük oranda azaltıyor. Böylece daha az enerjiyle daha verimli bilgi işleme sağlanıyor.
Tesla da benzer bir yaklaşımı “Dojo” projesinde denedi. Şirket içindeki çalışmalar sonlandırılsa da bu fikir, sektördeki diğer girişimlerde yaşamaya devam ediyor. Lam Research tarafından desteklenen Multibeam Corp., çoklu kolonlu elektron demetli litografi yöntemleri üzerinde çalışıyor. Bu teknik, üreticilere retikül sınırını aşarak daha büyük işlem yüzeyleri oluşturma olanağı tanıyor.
Bu gelişmeler, mikroçiplerin klasik tasarım anlayışının değişmekte olduğunu gösteriyor. Wafer-scale sistemlerin olgunlaşmasıyla birlikte, geleceğin veri merkezleri bir kutuya sığabilecek kadar küçük yapılar hâline gelebilir. Uzmanlar, bu dönüşümün dijital altyapının ekonomik dengesini kökten değiştirebileceğini belirtiyor.
