データセンターにおける高帯域幅と低消費電力への需要の高まりは、光インターコネクト技術の開発を促進しています。長距離光ファイバ通信で従来から使用されているDFBレーザーは優れた性能を提供しますが、高価で温度に敏感です。低コストと低消費電力で知られるVCSELは注目を集めていますが、波長と帯域幅の制限が普及の妨げとなっています。この記事では、短距離データセンター相互接続におけるVCSELの役割を強化することを目的としたVCSEL技術の進歩を探ります。改良されたVCSELと光インターポーザーを使用して、高効率で大量並列の光インターコネクトを実現するVolantisのアプローチを紹介し、データセンター光インターコネクト技術に対する新しい視点を与えます。
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半導体エンジニアリングの専門家は、AIをチップ設計に適用してその価値を最大化し、設計プロセスに影響を与える方法について議論しました。彼らは、AIによってチップ設計が、広範なドメイン固有のものから、ドメインとサブドメインのより粒度の細かいアプローチへと移行すると予想しています。これは、さまざまな垂直市場（例：自動車またはミッションクリティカルなアプリケーション）の独自のニーズに対応するためです。AIツールは、プロセスを自動化し、デバッグ分析を改善し、最終的には完全に自律的なワークフロー（レベル5）を実現することを約束しており、ジュニアエンジニアへの依存を軽減する可能性があります。しかし、AIの信頼性を確保し、その意思決定プロセスをエンジニアにとって透明で理解しやすいものにするという課題が残っており、設計の品質と効率性を保証する必要があります。
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線形プラグイン光学デバイス (LPO) は、サーバーラックへのデータの高速かつ効率的な入出力ソリューションとして注目を集めています。しかし、光学モジュールの接続に関する標準化の不足が、データセンターの電力消費削減に向けた圧力が高まる中、普及を妨げています。コパッケージドオプティクス (CPO) よりも電力効率は劣りますが、LPO は熱効果に対する保護に優れています。光インターネットワーキングフォーラム (OIF) は、相互運用性を向上させるための電気規格を策定しており、LPO の広範な展開とデータセンターの電力効率の向上への道を切り開いています。
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現代の半導体製造は、特に深サブミクロンチップのリソグラフィにおいて、膨大な計算上の課題に直面しています。従来のOPC技術は計算能力に制限され、ILT技術は柔軟性が高いものの、膨大なリソースを必要とし、数千個のCPUコアを数日間使用する場合もあります。この問題に対処するため、NVIDIA、TSMC、Synopsysは協力して、リソグラフィコードをCPUからGPUに移行し、大幅な高速化を実現しました。アルゴリズムの最適化とGPU並列処理の利点を活用することで、ILTの計算時間を数日から1日未満に短縮し、15倍以上の速度向上を実現しました。この画期的な進歩は、半導体産業を大きく前進させる可能性を秘めています。
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新たな研究が、極低温（10Kまで）が5nm FinFET SRAMアレイのサイズと性能に与える影響を調査しています。研究者らは、極低温下では、アレイの最大サイズはリーク電流ではなくワードライン寄生効果によって制限され、性能はビットラインとワードラインの寄生効果によって決まることを発見しました。これは、将来の低消費電力、高性能コンピューティングにとって大きな意味を持ち、極低温環境下でのSRAMアレイの最適化に関する貴重な知見を提供します。
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高性能材料の採用と相まって、チップアーキテクチャの複雑さと異種統合の増加により、高度なパッケージにおける熱問題の特定とテストが大幅に困難になっています。チップレベルの熱効果の予測不可能性や、さまざまなワークロード下での熱分布の違いにより、従来のコーナーベースの熱テストでは不十分です。異種統合、より薄い基板と金属層、さまざまな材料と相互接続方式の組み合わせが、この複雑さに拍車を掛けています。これらの課題に対処するために、業界は高度な熱モデリング、テスト構造、適応型テスト戦略、AIを検討して、より正確な熱特性評価と信頼性の高いデバイステストを実現しています。
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最新の研究によると、高温環境下では自動車用チップが予想以上に早く老化し、電気自動車の寿命を縮め、新たな安全上の問題を引き起こす可能性があることがわかりました。アリゾナ州フェニックスなど、高温が数週間続く地域では、車内温度が93℃に達することがあり、チップの寿命に深刻な影響を与えます。研究によると、30年の寿命を想定して設計されたチップの場合、高温によって寿命が毎年さらに10％短縮されます。チップメーカーはこの問題に対処するため、新素材、冗長設計、能動冷却システムなどの対策に取り組んでいます。自動運転の普及によるチップの利用率向上も、老化問題を悪化させています。予防的な監視と故障予測分析が不可欠となり、車両の信頼性と安全性の両方に影響を与えます。
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