Bilgisayarlar ve donanımlar günümüzün uç teknolojileri olsalar da aslında en temelinde bilgisayar süreçleri çok kolay bir sürece dayanıyor: Belli transistör setleri evvelce belirlenmiş mantıksal fonksiyonları yerine getirerek süreci tamlar. Lakin araştırmacılar transistörlerin yalnızca muhakkak bir vazifesi yerine getirmek yerine gerektiğinde devrelerin çeşitli fonksiyonları yerine getirecek halde değiştirilebileceği bir senaryoyu araştırıyor. Bu bağlamda TU Wien’den bir araştırma takımı, donanım seviyesinde esnek yeniden programlanabilen yeni kuşak akıllı, denetim edilebilir transistörler geliştirdi. Yeniden yapılandırılabilir transistörler: RFET
Yeniden yapılandırılabilir transistörler, bilgi işlemede hem uyarlanabilirlik hem de verimlilik sağlayarak klâsik yarı iletken teknolojisinden değerli bir ayrımı söz ediyor. TU Wien’deki araştırmacılar, Yeniden Yapılandırılabilir Alan Tesirli Transistörler yahut kısaca RFET olarak isimlendirilen yeni bir transistör teknolojisi geliştirdi. Klâsik transistörler evvelce belirlenmiş mantıksal fonksiyonları yerine getirmek üzere tasarlanırken, RFET’ler hareket halindeyken programlanabilen fonksiyonlara sahip devreler oluşturmak için kullanılabilir.
Programlanabilir transistörler, yarı iletken sanayisi tarafından kullanılan birebir materyalleri, yani silikon ve germanyumu kullanıyor. Birebir materyallere karşın ise güç tüketimi ve güç verimliliğinde kıymetli gelişmeler vadediyor.
Çip üretimine yönelik klâsik yaklaşım, yarı iletken gerecin makul yabancı atomlarla kasıtlı olarak karıştırılmasını (doping) gerektiriyor. Bu atomlar etraflarındaki atomlardan bir elektron daha fazla elektrona sahip olduğunda, ek elektron gereç içinde nispeten daha kolay hareket edebiliyor. Kısaca doping süreci elektrik akımının akabileceği istikameti belirliyor. Buradaki sorun ise bu tarafın transistör oluşturulduktan sonra değiştirilemiyor oluşu. RFET’ler ise kimyasal dopingin yerini, yarı iletken gerecin kimyasal konfigürasyonunu kalıcı olarak değiştirmeyen yeni bir sistem olan elektrostatik doping ile değiştiriyor. Karmaşık ve maliyetli kimyasal doping süreci elektrik alanlarıyla değiştirildiğinde, transistörler farklı mantık süreçleri gerçekleştirmek üzere dinamik olarak yine yapılandırılabiliyor.
Geleneksel transistörler kadar küçük olmayacaklar
Araştırmacılar RFET’lerin tek başlarında tüm bir çip üzerinde kullanılmasının pek mümkün olmadığını, olağan transistörlere olan gereksinimi ortadan kaldırmak yerine bunların bir ortada kullanılabileceğini söylüyor. Araştırmacılar RFET yaklaşımı ile gelecekte tekrar yapılandırılabilir bilgi işlem ve yapay zeka uygulamaları oluşturulabileceğini de aktarıyor.
Araştırma takımı bu akıllı, yapılandırılabilir transistörleri birinci olarak 2021’de literatüre sunmuş olsa da artık, tüm temel lojik devrelerin bu yine yapılandırılabilir transistörler kullanılarak inşa edilebileceğini gözler önüne serdi. Ayrıyeten bu devreler, bileşenleri tekrar yapılandırılarak diğer devrelere dönüştürülebiliyor. Ancak teknoloji her istikametiyle eksiksiz değil. RFET’lerden oluşan devreleri mümkün kılmak için ek elektrotlara muhtaçlık duyuluyor. Bu ek elektrot ile transistörü açıp kapatmak için (klasik MOSFET’lerde olduğu gibi) aygıttan geçen akım akışı denetim ediliyor. Lakin, her transistöre ek elektrotlar eklemek sonuçta yer kaplıyor. Hasebiyle RFET transistörleri standart CMOS transistörler kadar küçük yapmak büyük olasılıkla mümkün olmayacak.
Ancak üstte da dediğimiz üzere; İki transitör tipi bir ortada kullanılabilir. Yapay zeka üzere spesifik bir muhtaçlığa yönelik çiplerde bu tip bir yaklaşım verimlilikte değerli kazanımlar sağlayabilir. Bu yaklaşım ile devre içinde gerekli olan toplam transistör sayısı da azaltılabilir, çünkü RFET’ler farklı fonksiyonları yapmak için yapılandırılabilir. Daha az transistör, çip oluşturmak için daha az alan gerektiği, daha az alan da daha düşük güç tüketimi manasına geliyor.
