На мероприятии IEEE International Electron Device Meeting (IEDM), которое состоялось в Сан-Франциско в начале декабря, компания IBM продемонстрировала усовершенствованный КМОП-транзистор, который оптимизирован для охлаждения жидким азотом.

Источник изображения: Carson Masterson / unsplash.com

В GAA-транзисторах роль канала исполняет стопка кремниевых нанолистов, полностью окружённых затвором. IBM представила прототип процессора на основе таких транзисторов, изготовленных по технологии 2 нм. Данная технология, которая считается преемником актуальной FinFET, позволит размещать 50 млрд транзисторов на чипе размером с ноготь. Но ещё большей производительности поможет добиться сочетание этой технологии с охлаждением жидким азотом.

Исследователи обнаружили, что при температуре 77 К (-196 °C), при которой закипает азот, производительность транзисторов оказывается вдвое выше, чем при комнатной — около 300 К. Низкотемпературные системы предлагают два ключевых преимущества: меньшее рассеяние носителей заряда и меньшее потребление энергии, пояснил старший научный сотрудник IBM Жуцянь Бао (Ruqiang Bao). С уменьшенным рассеянием снижается сопротивление проводников, а электроны быстрее проходят через элемент. И при заданном напряжении удаётся добиться более высокого тока. При охлаждении транзистора до 77 К переход между состояниями «включено» и «выключено» производится при меньшем изменении напряжения, а значит, можно значительно снизить потребление энергии. Но остаётся ключевая проблема: с понижением температуры растёт пороговое напряжение, необходимое для создания проводящего канала между истоком и стоком или переключения в состояние «включено».

Современные производственные технологии не предлагают простых решений для снижения порогового напряжения, поэтому учёные в IBM избрали новый подход — сочетание различных металлических затворов и двойных диполей. Технология предусматривает применение пар транзисторов n- и p-типов с донорами и акцепторами электронов соответственно. КМОП-чипы проектируются таким образом, чтобы они формировали диполи на границе раздела транзисторов n- и p-типа — для этого используются различные металлические примеси. Такое решение позволяет снижать энергию, необходимую для прохода электронов через край зоны, а эффективность транзисторов повышается.

Установлен новый мировой рекорд разгона графического процессора — чип AD102 флагманской видеокарты GeForce RTX 4090 заставили работать на частоте 3945 МГц. Новый мировой рекорд разгона установил американский энтузиаст Аллен «Splave» Голиберзах (Allen Golibersuch). Он побил установленное десятью днями ранее достижение оверклокера CENS, который разогнал GPU видеокарты до частоты 3930 МГц.

Источник изображений: Splave

Для нового мирового рекорда Splave использовал графический ускоритель ASUS ROG Matrix GeForce RTX 4090, оснащённый необслуживаемой системой жидкостного охлаждения. Однако для столь экстремального разгона потребовалось демонтировать заводскую систему охлаждения видеокарты и использовать жидкий азот, а также другое вспомогательное оборудование.

В состав системы, на которой проводился разгон, также входил процессор Intel Core i9-13900K с СЖО, работавший на частоте 5,4 ГГц на всех ядрах, материнская плата ASRock Z690 Aqua OC и 32 Гбайт памяти Corsair DDR5-4800 с таймингами CL40.

Оверклокеру удалось достичь стабильной работы GPU на частоте 3945 МГц и одновременно обновить рекорд теста GPUPi v3.3 32B. Разогнанная видеокарта справилась с ним за 46,77 секунды. Для сравнения, NVIDIA заявляет для GeForce RTX 4090 частоту графического процессора в 2520 МГц. Это на 1425 МГц ниже результата, достигнутого Splave.

Компания G.Skill не просто так демонстрировала на Computex 2023 свои новинки в сегменте комплектов оперативной памяти, она организовала в столице Тайваня традиционное соревнование по экстремальному разгону для оверклокеров со всего мира с ценными и денежными призами. Победителем стал американский энтузиаст Seby9123 (на фото в центре), который смог разогнать одиночный модуль памяти до режима DDR5-11240.

Источник изображения: G.Skill

По условиям конкурса, организаторы выдавали участникам одинаковые компоненты. Если G.Skill предоставила американцу единственный необходимый для таких экспериментов модуль памяти объёмом 16 Гбайт серии Trident Z5 RGB, который он при помощи жидкого азота разогнал до режима DDR5-11240 при значениях таймингов 62-126-126-127-127-2. Центральный процессор Intel Core i9-13900KS по соседству тоже охлаждался жидким азотом и был установлен в материнскую плату ASUS ROG Maximus Z790 Apex.

Источник изображения: HWBot

В совокупности с другими достижениями, этот результат принёс американскому энтузиасту победу в состязаниях G.Skill по экстремальному разгону и денежный приз в размере $10 000, а также резервуар для жидкого азота, устанавливаемый на графические процессоры, который был предоставлен одним из спонсоров мероприятия. К слову, обычно в экстремальном разгоне памяти лучшие результаты достигаются азиатскими оверклокерами, и появление на вершине рейтинга представителя США вносит в картину новые краски.

Центральные процессоры Intel семейства Raptor Lake начнут продаваться 20 октября. Компания Intel провела мероприятие, предшествующее началу продаж этих процессоров, и приглашённый на него энтузиаст с псевдонимом Splave смог разогнать флагманскую модель Core i9-13900K до 8,2 ГГц, используя для охлаждения резервуар с жидким азотом.

Источник изображения: Intel

Напомним, что Core i9-13900K является 24-ядерным процессором с 32 потоками и максимальной частотой автоматического разгона в 5,8 ГГц. Чип обладает 16 энергоэффективными E-ядрами и восемью мощными P-ядрами. Одно из последних как раз и получилось разогнать до 8,2 ГГц, тогда как остальные работали на 5,7–6,3 ГГц. В эксперименте участвовала материнская плата ASRock Z790 Taichi, напряжение на процессоре было поднято до 1,824 В, а жидкий азот обеспечил охлаждение до минус 193 градусов по шкале Цельсия.

Указанную частоту можно считать только модельным рекордом, поскольку процессоры Intel Celeron D поколения Cedar Mill уже довольно давно покорили частоты 8,5 ГГц в аналогичных условиях, и такой результат позволил попасть в пятёрку лучших по версии HWBot. А абсолютным чемпионом по частоту является AMD FX-8370 с результатом 8,72 ГГц.

Так что достигнутая Core i9-13900K частота 8,2 ГГц не попадает даже в первую двадцатку абсолютного мирового рейтинга. Тем более, что на видео с мероприятия последней зафиксированной на снимке экрана частотой в CPU-Z стала отметка 8,0 ГГц, после чего система потеряла стабильность и ушла в «синий экран».

В сравнении с конкурирующим Ryzen 9 7950X частота Intel Core впечатляет, поскольку этот процессор AMD под жидким азотом смог разогнаться только до 7472 МГц, хотя и сохранял при этом активность не только шестнадцати ядер, но и тридцати двух потоков. В случае с Core i9-13900K многопоточность была отключена. С другой стороны, Core i9-12900KS, который может считаться самой быстрой моделью прошлого поколения, в начале прошлого месяца покорил рубеж 7600 МГц при активности 16 ядер и 24 потоков, поэтому дополнительные 600 МГц частоты в любом случае демонстрируют заметный прирост потенциала.

Процессоры AMD Ryzen 7000-й серии ещё не поступили в продажу, а уже активно устанавливают новые рекорды в различных бенчмарках, о чём свидетельствуют рейтинги HWBot. Ранее на этой неделе сообщалось о четырёх рекордах, установленных Ryzen 9 7950X с помощью жидкостного охлаждения, а теперь Tom’s Hardware пишет, что часть этих рекордов получилось превзойти — с помощью Ryzen 9 7950X и жидкого азота.

Для начала напомним, что Ryzen 9 7950X с системой жидкостного охлаждения Corsair H115i с 280-мм радиатором энтузиасты смогли разогнать по всем 16 ядрам до частот 5,35–5,5 ГГц. Это позволило обновить рекорды для 16-ядерных процессоров в многопоточных тестах таких бенчмарков, как Cinebench R23, Cinebench R20 и Cinebench R15, а также в тесте архиватора 7-Zip.

Теперь флагман AMD Ryzen 9 7950X разогнали ещё сильнее, но уже в экстремальных условиях с помощью жидкого азота. В многопоточном тесте Cinebench R23 процессор AMD разогнали до 6,45 ГГц и достигли результата в 48 235 баллов и это сразу на 16,2 % выше максимального результата, достигнутого Core i9-12900KS, тоже в разгоне с жидким азотом.

В свою очередь в тесте Cinebench R20 процессор Ryzen 9 7950X разогнали до 6,5 ГГц и обеспечили таким образом результат в 18 605 баллов. Это на 15,8 % превосходит прежний лучший результат, достигнутый процессоров с охлаждением жидким азотом (Ryzen 9 5950X до 6 ГГц).

Отметим, что явно в ближайшее время нас ждём ещё множество обновлений рекордов, как это обычно и бывает с выпуском нового поколения процессоров. Выпуск Ryzen 7000 состоится 27 сентября. К тому же, во второй половине октября ожидается выход процессоров Intel Core 13-го поколения (Raptor Lake), которые тоже поборются за новые рекорды рейтингов HWBot.