Avenir : Les milliards de transistors cachés dans un seul processeur sont fabriqués pour remplir une fonction unique et spécifique. Une équipe de scientifiques viennois vise cependant à introduire des fonctionnalités de programmabilité au niveau matériel le plus fondamental de la technologie informatique.
Des chercheurs de l’université autrichienne TU Wien ont développé une nouvelle technologie de transistor connue sous le nom de transistors à effet de champ reconfigurables (RFET). Les transistors traditionnels sont conçus pour exécuter des fonctions logiques prédéterminées, tandis que les RFET sont utilisés pour construire des circuits dont les fonctions peuvent être programmées en déplacement.
Les RFET pourraient représenter une avancée significative dans la technologie de conception de circuits électroniques et de puces, ont déclaré les chercheurs. Les transistors programmables utilisent les mêmes matériaux que ceux utilisés par l’industrie des semi-conducteurs, le silicium et le germanium, et pourraient apporter des améliorations significatives en termes de consommation d’énergie et d’efficacité énergétique.
Le développement traditionnel des transistors implique le dopage chimique, une technique utilisée pour « contaminer » le matériau du semi-conducteur avec des atomes étrangers. Le processus de dopage détermine la direction dans laquelle le courant électrique peut circuler et ne peut pas être modifiée une fois le transistor créé. Les RFET remplacent le dopage chimique par le dopage électrostatique, une nouvelle méthode qui ne modifie pas de manière permanente la configuration chimique du matériau du semi-conducteur.
Une fois que le processus « complexe et coûteux » de dopage chimique est remplacé par des champs électriques, les transistors peuvent être reconfigurés dynamiquement pour effectuer différentes opérations logiques.
Walter M. Weber, professeur à la TU Wien, a déclaré que la reconfiguration fonctionne au niveau des « unités de commutation fondamentales », plutôt que d’acheminer les informations vers des unités fonctionnelles fixes. Cette approche est « très prometteuse » pour la création de futures applications informatiques et d’IA reconfigurables, a ajouté Weber.
Les chercheurs ont développé la technologie RFET de base en 2021 et ont maintenant démontré que des transistors reprogrammables peuvent être utilisés pour construire tous les circuits logiques de base d’une puce. L’étude récemment publiée présente un inverseur, des portes NAND/NOR et XOR/XNOR, capables de changer dynamiquement leur mode de fonctionnement au moment de l’exécution.
Les électrodes de grille supplémentaires nécessaires au dopage électrostatique prennent de la place, ce qui signifie que les RFET ne sont pas aussi petits que les transistors CMOS standard. Il est peu probable que de nouveaux transistors programmables remplacent les transistors fixes dans un avenir proche, mais ils pourraient coexister et alimenter certaines applications informatiques où la flexibilité est primordiale.
La nature reconfigurable des RFET peut réduire le nombre total de transistors nécessaires aux circuits logiques, ont expliqué les chercheurs. Moins de transistors signifie moins d’espace nécessaire pour construire des puces, et la consommation d’énergie est également réduite. Un seul circuit pourrait fournir plusieurs fonctionnalités en commutant la polarité de transistors individuels ou de l’ensemble du circuit.
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