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[상식]삼진법 원리 간단한 설명-세줄요약

a.png

<사진출처>https://www.researchgate.net/figure/a-Schematic-illustration-of-the-organic-ternary-inverter-with-a-30-nm-thick-Al-2-O-3_fig2_326131057

 

https://scholarworks.unist.ac.kr/handle/201301/25020 요건 이번 개발자 논문

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앞으로 3진법 반도체는 상식이 될테니 조금만 더 알아보자

위 그림을 통해 3진법 하드웨어 원리를 간략하게 설명해보자

 

기존 이진법 방식은 전압/전류값을 측정하여 

기준접압/전류 위로는 1(on) 그 아래는 0(off)으로 표현 

중간의 무수한 값을 사용을 하지 못하고 버렸다.

(예를들어 10V에서 0V떨어지면서 사용되는 에너지를 전기적 입장에서 에너지손실(변환) 그중 10V와 0V만 사용해왔음)

 

3진법 반도체는 위 그림에서 보듯이 중간에 값을 인위적 조작으로 측정하여 0,1,2값으로 사용

(산화알루미늄이나 그래핀을 실리콘과 접합하여 중간값을 측정...아마도...)

 

이진법 체계는 아날로그 물리적세계를 단 두개의  존재로 인식

하지만 현실물리세계는 1과 0사이에 무수하게 많은 실수값인 아날로그의 세계

 

그중에 누설전류라는 것이 미세화로 인해 필연적으로 생기는 현상(터널링현상)

게이트 드레인(수도꼭지)를 조작해서 누설전류를 활용가능한 정보로 만듬

 

위의 첫번째 그림의 2번째 영역처럼 만들었다는 의미

 

(우주역사에서 시간의 흐름없이 에너지가 출현한 시기는 빅뱅뿐)

 

삼진법 반도체는 기존에 물리적 제약으로 2개(on/off) 사용했으나

이제 겨우 수많은 실수값을 3등분하여 중간값도 사용할수있다는 의미

 

좀더 말해

CMOS에  소스와 드레인 사이에 강한 도핑을 주어 인위적인 터널링 전류를

형성하는 방법을 통해 제 3의 형태를 전압/전류 정보를 만들어냄 

 

다시말해, 기존에 버리던 누설전류를 인위적으로 조작해서 정보로 활용할수 있게 만듬 

 

이번 연구진이 업적을 비유들자면 63빌딩 1층과 63층에만 서던

엘리베이터를 인위적 조작으로 지나치던 31층에도 설수 있게 만들었다는 의미

 

세줄요약

1, 이제까지 63빌딩 1층과 63층 두개의 층만 사용하던걸

   중간층인 31층도 사용 총 63개층중 3개층을 사용하겠다는 의미

 

2, 여전히 63빌딩 전층을 다 사용하는것은 아니다.

 

3, 물리적으로 버려지는 전압/전류를 미세하게 측정해서 활용가능한 

   반도체를 개발한다면 앞으로 3진법 이상 나올수 있다.

   하지만 데이타 오류도 같이 늘어간다, 신뢰성 확보가 관건이다.

 

*비유로 들어서 이해쉽게 갈긴 글이라

 엄밀한 반도체공학적인 부분은 제꼇습니다.

 정확하게 설명하려면 양자역학까지 들고와야 하는데 붐업이 겁나게 늘것 같아서요

88개의 댓글

2019.07.19

와 그럼 이건 앞으로 나올 5진법이나 7진법에 다가갈때 존나큰의미네

0
2019.07.19

그러니까 정리하자면

 

전압값이 0~10까지 쭈욱 이어지는데

 

0.0~0.999로 측정되는 값은 0,

9.0001~10.0 까지 측정되는건 1로 쓰다가

 

중간에 4.5~5.5정도로 측정되는 구간이 명확하게 잘 측정되게 만든 다음

0,1 외에 하나를 더 추가한 값을 쓴다는거잖아?

 

기존에 반도체 셀 하나당

2개 값을 쓴다 치면 4개 셀이면 2의 4승이니 0~8까지 숫자 표기가 되는건데

3개 값을 4개 셀로 만들면 3의 4승이니까 0~27까지 표기가 되는거네?

 

2진수로 알파벳 26자 표기 하려면 6개 셀이 필요했는데

2개 셀만 갖고 알파벳 표기가 가능해지는거??

0
2019.07.19
@곰형

네 맞습니다.

대신 오류도 같이 늘어가는데 그것을 줄이는게 진짜 핵심입니다.

 

소재는 그래핀을 이용했을 가능성이 큽니다.

 

이번 연구진이 이전에도 그래핀을 이용해서 논문을 쓴적 있어요

0
2019.07.19
@좀이더

원래대로면 대각선 그래프로 뚝 떨어지는걸

저 그래프처럼 수평 구간을 늘려서

유의미한 값으로 쓸만하게 만들었단 거잖아?

0
2019.07.19
@곰형

위에 그래프는 설명하기 위해서 가져온거라서요

 

이번 한국연구진 자료가 아닙니다.

 

울산과학기술연구원 한국연구진 자료는 아직 못 찾았어요

0
2019.07.19
@좀이더

ㄴㄴ 굳이 그거 아니어도 이해는 다 했음요.

아날로그 그래프에서 값으로 제 역할을 다 하려면

 

"유의미한" 값이어야 하잖아.

0
2019.07.19
@곰형

끄덕끄덕

유의미한 값이라는 표현보다

활용가능한 값이라는 표현이 더 좋을듯 해요

1
2019.07.19

삼성이 개발한게 아니라 삼성 연구비받아서 유니스트 교수가 개발한거 아님?

그게 그거려나?

0
2019.07.19
@산소결핍

대충 뭉뚱그린거지 뭐

0
2019.07.19

문제는 그 중간값이 '정당한' 값임을 다른 '정당하지 않은' 값과 구별하는 건데

그걸 어느 정도 신뢰성을 확보했다는 얘기겠네.

저거랑 양자 컴퓨팅이랑 결합하면 정말 어마무시한 세상이 오기는 하겠다.

관련 공돌이들 대굴빡 깨지겠... ㅋㅋ

0
2019.07.19
@Tarks

그래프 보면 알수있듯이 중간값에서 입력전압대비 출력전압이 평탄한부분이 나오지

그래서 중간값의 신뢰성이 높아졌다고 보면 될 듯 함

 

양자 컴퓨팅과는 좀 먼 얘기임

0
2019.07.19

이걸요?제가요?왜요?

0
2019.07.19

항상 이거 만들면 무조건 상받는다 하면서 생각하던건데

 

근데 셀 전압으로 4단 8단 나눈거 이미 있지 않음??

뭐가 다르길래 이러는거지

0
2019.07.19
@자아정체성

활용가능성과 신뢰성 확보

 

이번 연구는 그 두가지를 확보했다는

 

이야기임

0
2019.07.19
@좀이더

공부 안한지 오래되서 명칭은 기억안나는데

한셀로 2비트 표현하는거 이미 사용중이지 않음???

0
2019.07.19
@자아정체성

아 거기까지는 제가 ...

0
2019.07.19

yes or no or yrm

0
2019.07.19

기준이상은 1 기준이하는 0 그사이는 2로 하는식으로 삼진법은 가능하다는것을 이해.

그리고 4진법이상은 확실히 난이도가 다르겠구나 라고 생각이 드네.

4진법이상가려면 기준사이의 값들을 또 나눌수 있어야 하는데 쉽지 않아보임 하지만 4진법이 개발이 가능하다면 그다음부터는 5,6,7금방 가능해질듯

0
2019.07.19

비유 좆병신같이 해놨네 ㅂㅁ

0
2019.07.19
@Hawaii

그럼 제대로 된 비유 부탁드립니다.

0
2019.07.19

이번 삼성 기술과 이건 좀 다른거 아닌가 싶네

중간 값을 측정해서 3진법으로 쓰는게 아니라 누설전류 상태를 하나의 값으로 쓴다는거 아님?

트랜지스터에는 전류를 흐르게 또는 막는 역할을 하는 게이트 라는 것이 있는데

반도체 공정이 미세해짐에 따라 막았는데도 게이트를 뛰어 넘어 흐르는 전자들이 존재하는데 이걸 누설전류라고 한다고 함.

문제는 이걸 예측하거나 제어하기가 힘들다는거지.

그런데 이번 3진법 반도체는 이 누설전류를 제어할수 있는 기술이라는 거지, 그래서 누설되는 상태를 하나의 값으로 쓸수있는거고.

0
2019.07.19
@초코와사비

초코와 사비님

고견이 맞습니다.

비유해서 말하다보니 세세한 부분은 못 짚고 넘어갔네요

큰틀에서 이해하는 측면에서 글을 갈겨놔서 송구하네요

 

 

0
2019.07.19
@초코와사비

누설전류는 양자개념인 터널링효과로 인해 생기는데

그 부분을 수신자 입장에서 전압/전류를 63빌딩에 엘리베이터에 비유한것 뿐입니다.

 

0
2019.07.19
@초코와사비

위에 링크 논문 봐도 중간값이 누설전류 이용하는 겁니다.

누설전류를 1과 0사이의 중간값을 쓴다고 나와요

 

다시 말해 누설전류를 0.5배 값을 흘려줄수 있도록 해준다는 이야기입니다.

 

크게 틀린 비유는 아닌듯 합니다.

0
2019.07.19

이건 제대로된 리뷰가 아닌거같네.

0
2019.07.19
@흐귕

어느 부분때문에 그런지요

그럼 제대로된 리뷰를 부탁드립니다.

 

제대로 설명할려면 양자역학까지 들고와야 하는데요 

이건 비유잖아요

0
2019.07.19

다 나 까 로만 대답해라.

 

정말 그래도 되나?~

0
2019.07.19

섹스

0
2019.07.19
@eee22

하자

0
2019.07.19

학교다닐때는 이진법 배웠는데 앞으로 저게 표준 될 거 생각하면 신기하네. 그때 가면 3진법 가르치려나?

그나저나 조사좀 제대로 써주라

0
2019.07.19
@멍댕이

어느 부분이 잘못 됐나요 ㅜㅜ

0
2019.07.19
@좀이더

3진법의 하드웨어 원리 - '의'는 부자연스러우니 빼는게 좋을 듯

에너지의 출현한 시기 - '의' 대신 '가'

이번 연구진이 - '이' 대신 '의'

 

근데 저것때문에 읽는데 지장이 있진 않았음 어차피 다 오타일 테고

읽판에도 자세히 써주면 좋겠다 문과지만 읽어보고 싶어

0
2019.07.19

기존 방식의 cmos inverter가 nmos+pmos 형태로 구현되는데 ternary cmos 경우 각 각의 mos에 gate 누설전류를 읽을 수 있는 라인이 추가되서 3개의 상태를 표현하게 됩니다. 이번 유니스트 논문 보면 삼성 팹에서 실리콘 베이스 공정으로 제작된거고 그래핀이 사용될 이유는 없죠... 그냥 바디에 백바이어스 주는 극 하나만 있으면 되니까요. 애초에 t-cmos 이론을 처음 정립한 연구도 아니고 삼성팹에서 제작을 함으로서 스케일링이 가능하다는 걸 보여준게 의미가 있는 논문인데 실제 그 의미도 현직자 입장에서 보기엔 좀 애매합니다. tox 두께는 실제 제품 수준으로 수십 a 수준을 구현했지만 디멘전이 많이 크죠. 실제 스케일링을 하게 됐을 때 바이너리 대비 추가된 라인 때문에 더 복잡한 커플링을 가지게 될텐데 더 힘들어진 스케일링과 터너리의 장점과의 트레이드 오프인거죠. 300mm 웨이퍼에서 세계 최초 구현이라는 말은... 실험실에서 보통 양산팹 장비를 사용하는 경우가 없으니까 그런거죠... 소재도 이론도 기존에 있던거고 삼성장비가 다 한 논문인데 뉴스화가 좀 의아하네요.

그리고 63빌딩 비유는 tlc qlc 개념을 착각하신 것 같은데 t-cmos는 회로로서 구현되지 tox 내부 사용하지 못하던 스테이크를 더 쪼개고 그런 개념은 아닙니다.

1
2019.07.19
@모모후쿠

제 수준에서는 너무 어려운 말입니다.

 

더 쉽게 설명 부탁해요

 

누설전류가 터널링 효과로 생기는건 아는데요

 

단지 누설전류 읽는 라인이 추가된건가요??

 

기존에도 라인만 추가해서 읽기는 가능했던거 아닌가요???

 

제가 인지하기는 기사화 할정도라면 누설전류를 활용가능한 정보로 반도체

 

내에서 송수신이 가능한 실험이 이루어진것 아닌가요

 

터널링 효과는 랜덤하게 확률적으로 이루어지는 현상으로 알고 있는데

 

이것을 제어해서 활용가능했다는 실험결과 아닌가요?

 

제 비유가 잘못된건가요? 제가 반도체 기초적인 부분만 공부해봐서

 

잘못 비유를 든건지 모르겠네요

 

누설전류로 회로에서 한덩이로 보고 비유를 든것인데 잘못된 비유면 글을 지우려구요

 

 

 

0
2019.07.19
@좀이더

기존 cmos 구조에 gate 누설전류를 읽는 라인만 추가된거죠. 공정에서의 새로운 부분은 없습니다. 누설전류는 모든 mos가 가지고 있고 터너리의 핵심은 추가 자원 없이 어쩔 수 없이 존재하는 게이트 리키지를 이용해서 삼진법을 구현했기 때문이 효율이 좋다고 주장하는거죠. 단 이번 논문에서 제안한 내용도 아니고 실제 스케일링 가능성을 보여준다고 하기엔 위 댓글처럼 좀 애매한 부분이 있죠. 반도체 열공하겨서 삼성가시길 바랍니다.

1
2019.07.19
@모모후쿠

제가 궁금한 부분이요

 

터널링 현상으로 인한 누설전류라는 것이 랜덤한 현상인데 그걸 제어한다는거 아닌가요?

랜덤한 현상을 정보로 이용했다는 말은 랜덤한 현상을 제어하는 장치가 추가 되어서 정보로 활용가능한건 아닌지요?

결국 정보로 읽고 쓸려면 디스크리트한 형태로 나누어져 활용가능한 형태로 입/출력이 되어야 하지않나요? 전류/전압이든지...

저위에 그림 논문도 전압을 분할해서 삼진법을 구현한 것 아닌가요?

CMOS에  소스와 드레인 사이에 강한 도핑을 주어 인위적인 터널링 전류를 형성하는 방법을 통해 제 3의 형태를 만들어 낸것이라면 회로상... 전압/전류를 활용가능하게 분할한게 아닌지요?

 

 

아 궁금해라!

 

어디 물어볼때가 없네!

 

틀린 비유라면 글을 지워야 하는데...혼자 자위질 한거에 불과한데...

0

2진법 이상의 n진법 반도체가 양산 성공했다고 할때 컴공 입장에서는 어디까지 신경써야할까?

 

비트가 아니라 티트라면 정수랑 부동소수 표현법도 바껴야할거같은데.

비트단위로 플래그 짜놓은 코드도 죄다 나가릴테고.

 

그러면 3진법 위에 2진법 호환 레이어를 얹는다 치면, 이건 오버헤드가 얼마나 생길까?

0
2019.07.19
@번째사랑은너야

언제나 인류는 답을 찾지 않았나요ㅎㅎㅎ

 

영어권 사람이 한글 배울때 생기는 괴리감 정도되는 진통은 있겠죠

 

오버헤드야 얼마나 단위를 끊어서 쓰느냐에 따라 버리는 공간이 많겠죠

 

그리고 이번 발표는 CPU가 아닌 RAM 메모리 부분관련해서 입니다.

 

비메모리쪽은 아니라네요.

 

당분간은 큰 걱정은 안하셔도 될듯해요

 

근데 제가 쓴 비유는 댓글에 반도체 전공자분께서 틀렸다고 하셔서 쓰레기 글입니다.

 

 

0
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