Altra notizia, da vedere se avra’ seguito. I data center nello spazio sono uno sviluppo ovvio, ma li puo’ fare solo che ha accesso allo spazio a costi ragionevoli. Del resto AWS e Origin sono altrettanto integrate.
Anche se non interessa nessuno, dato che considero questo tema esistenziale per il futuro della nostra civilta’, non posso non postare il video sul tema di Scott Manley, che la mette pesantemente sul lato della fisica.
Dato che avevo qualcosa da dire gli ho anche postato una risposta, ipotizzando che i futuri data center spaziali potrebbero essere basati sul caro vecchio effetto termoionico invece che sui semiconduttori, il che cambierebbe completamente i razionali semplificando il problema del raffreddamento. In altre parole i data centrer spaziali sul lungo termine potrebbero utilizzare NVCT (Nanoscale Vacuum Channel Transistors) invece che il silicio.
Rispetto all’elettronica basata su semiconduttori i NVCT:
- lavorano ad alta temperatura, questo rende molto piu’ semplice il raffreddamento (150 K - 800 K). Questo cambia totalmente i razionali del video.
- sono immuni alle radiazioni
- si miniaturizzano meno bene del silicio, molto approssimativamente le dimensioni lineari sono 10 volte maggiori, quindi su un chip con la stessa superficie ce ne stanno 1/100. E non parliamo di chip 3d. (e questo e’ male, ma ci sono workaround, vedi seguito)
- lavorano a frequenze molto piu’ elevate, si parla di THz
- date le maggiori dimensioni le latenze sono superiori (e questo e’ male)
- si prestano alla produzione ISRU, perche’ sono solo prevalentemente fatti di conduttori, ovvero metalli. Produrre chip a semiconduttori nello spazio sarebbe difficilissimo, NVCT potrebbe essere molto piu’ facile.
- al contrario che sulla Terra non c’e’ neanche bisogno di metterli in un bulbo di vetro in cui e’ stato fatto il vuoto, lavorano natualmente nel vuoto dello spazio.
- dato che le frequenze sono elevatissime ma le latenze possono essere molto alte, servono algoritmi ottimizzati, Cache-Oblivious, In-Memory Computing, Parallelismo Massivo e Asincronia. Gli algoritmi usati con il silicio richiedono troppi hop avanti e indietro tra vram/ram e processori.
- sul piu’ breve termine e’ possibile che i NVCT abilitino migliori interfacciamente con optoelettronica e trasmission ottica dell’informazione (quindi reti satellitari piu’ capaci)
Nonostante gli svantaggi non possiamo escludere che un dyson swarm pensante e una macchina di von neumann potrebbero essere un po’ piu’ facili con i NVCT.
Non e’ una invenzione estemporanea, ci sta lavorando la Nasa:
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Potenzialmente però… I NVCT sono dispositivi verticali, quindi si potrebbe, un giorno, pensare a strati sovrapposti.
Vero, la massa efficace degli elettroni in un semiconduttore non è la massa dell’elettrone! In più la velocità dei portatori di carica satura e la velocità di saturazione diminuisce con la temperatura. Nei dispositivi a canale ultracorto la trattazione è più complessa, quindi non ci addentriamo.
Credo che le capacità parassite siano inferiori, dato che il MOSFET è controllato dal campo elettrico di un capacitore MOS (Metallo Ossido Semiconduttore), capacitore che nei NVCT non c’è.
Piuttosto è possibile realizzare dispositivi complementari?
Ed il substrato? I NVCT sono, banalizzando, dei fori nel substrato, i processi per realizzare nanofori richiedono la gravità. Credo che anche le superfici emettitrici siano in semiconduttore.
Magari no: integrazione verticale, basse capacità.
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Ovviamente e’ piuttosto difficile prevedere l’evoluzione tecnica dell’elettronica nello spazio, e quindi dell’AI e quindi dove andra’ a parare questa specie e la tecnologia che ha prodotto.
Pero’ ho trovato estremamente affascinante e illuminante la constatazione che l’elettronica non e’ solo semiconduttori.
In passato era fatta con le valvole termoioniche. E l’effetto termoionico nello spazio sembra avere molti vantaggi non indifferenti che potrebbero renderlo piu’ competitivo.
Quindi back to the future? E’ concepibile un futuro in cui le strutture pensanti saranno di nuovo basate sull’effetto termoionico come agli albori dell’elettronica? Scherzone retrofuturista?
Ovviamente non lo sa nessuno, la miniaturizzazione, l’integrazione, la necessita’ di materiali esotici difficili da produrre ISRU, la gestione termica sono tutte cose su cui possiamo solo speculare, tirare a indovinare, anche se dei ragionamenti gia’ si possono fare, basati sulle leggi della fisica, come il video di Scott Manley.
Ti ringrazio per aver alimentato un po’ questo 3d, perche’ tirando a indovinare, sono proprio convinto che il futuro e’ qui, elettronica e computer science nello spazio. Non sono fantasticherie sono ragionamenti al limite e sul lungo termine. Molto speculativi ma ragionevoli. E comunque il buon (punti di vista) EM e anche gli altri forse ogni tanto ci tireranno fuori sorprese anche in tempi non lunghissimi. E’ inutile negare che questo orizzonte esiste.
PS: per fare chip verticali NVCT serve un meccanismo di trasmissione del calore fino ai radiatori, e probabilmente c’e’ un limite fisico. Dato che pero’ funzionano bene ad altissime temperature, sia la trasmissione che l’irraggiamento ad alta potenza potrebbe essere piu’ facile in effetti. Come a parita’ di dimensioni di un conduttore ad altra tensione trasmetti piu’ potenza, del tutto analogamente ad alta temperatura conduci e irraggi piu’ calore, ovvero piu’ potenza. Tutto scritto senza uno straccio di calcolo
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con i positroni e gli antiprotoni e antineutroni non c’è problema 
La vedo ancora a TRL tra 1 e 2. Chissà.
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Penso che si riferisca a elettroni e lacune (terminologia da semiconduttori), non ad antielettroni. Ma potra’ spiegare 
EDIT: ho trovato una pubblicazione intitolata “Nanoscale Complementary Vacuum Field Emission Transistor” o VFET che e’ promettente.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.0c02587
Il link funziona anche se non c’e’ l’anteprima.
E poi c’e’ questo articolo che ne parla piu’ diffusamente:
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Esatto!
Più che un dispositivo complementare, un dispositivo speculare. Guardate la punta: per il dispositivo n la punta è connessa al source, per il dispositivo p al drain. In sostanza si aggira il problema dell’impossibilità di ottenere una corrente di lacune invertendo il percorso degli elettroni!
Ricordiamoci del potere disperdente delle punte, poiché vicino alla punta (raggio inferiore rispetto al gambo) il campo elettrico è più intenso.
Giusto che siamo in argomento, Musk vuole produrre semiconduttori:
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Giusto per tenere allineato il 3d, riprorto un’altra notizia di questi giorni. EM con la moderazione e la sobrieta’ che lo contraddistingue ha annunciato Terafab
https://www.hdblog.it/hardware/articoli/n652574/musk-presenta-terafab-maxi-fabbrica/
In pratica si tratta di uno stabilimento doppio che dovrebbe sobriamente produrre chip che avrebbero un consumo doppio della potenza installata attualmente negli USA, ma sulle metriche sorvolerei anche perche’ ci sono le fonti in rete.
Riporto solo il passaggio che e’ piu’ in topic, che tocca anche gli argomenti dei post precedenti.
La seconda categoria riguarderà processori più potenti e resistenti, progettati specificamente per operare nello spazio. Musk ha spiegato che questi chip dovranno funzionare a temperature più elevate rispetto alle versioni terrestri, così da ridurre la massa dei radiatori necessari sui satelliti. Secondo quanto dichiarato, fino all’80% della capacità di calcolo complessiva prodotta dalla TeraFab potrebbe essere destinata a sistemi di AI in orbita, mentre il restante 20% resterebbe su applicazioni terrestri.
Comunque credo si parli di elettronica basata su semiconduttori.
Ovviamente non darei per scontato che chi fa piu’ rumore sia piu’ avanti, e contano tanto anche il software, gli algoritmi, i modelli e le applicazioni.
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Per chi non sia del mestiere e voglia avere un pallida idea di cosa significa mettere su una fabbrica per fare semiconduttori allo stato dell’arte suggerisco questo video di Anastasi in Tech:
e poi https://www.youtube.com/watch?v=8DzGp41xcYM
Riassumendo in poche parole, ci vanno investimenti enormi non solo nella fabbrica ma nell’intero ecosistema della catena di fornitura, che è spaventosamente complessa e mette in serie difficoltà anche colossi storici come Texas Instruments e Intel. L’altro punto chiave è il personale tecnico, che semplicemente non c’è.
Su questa base si valutano meglio le moderate e sobrie affermazioni del nostro.
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Passiamo da una crisi dei semiconduttori all’altra.
Se fosse facile fare fabbriche come se piovesse l’avrebbero gia’ fatto.
Tanto per dire, un paio di moduli DDR4 che ho comprato la scorsa primavera per 50 euro dopo 11 mesi costavano 300, prezzo sestuplicato. E non e’ la prima crisi dei chip.
Pero’ la strategia di Musk di spararle grosse e’ quella, alla peggio e’ pubblicita’ gratis, e infatti ci sono gli articoli nella home delle testate di mezzo mondo, gratis. Magari induce pure qualche movimento di borsa che puo’ essere redditizio per chi lo sa prima.
E poi non e’ detto che riesca a realizzare qualcosa, con qualche radical change. E ancora piu’ della produzione dei chip, e’ tosto il problema dell’energia perche’ i numeri che ha sparato richiedono il doppio della potenza installata oggi negli USA, robetta.
Io l’unica cosa su cui mi sentirei di instere e’ che si tratta di un tema importante, anni fa ci chiedevamo se poteva essere la killer application per lo spazio.
Molti segnali indicano che potrebbe essere oltre alle telecomunicazioni, l’energia usata direttamente in loco per l’AI, ma solo perche’ cosi’ suggeriscono le leggi della fisica. Farlo e’ un’alto paio di maniche ma il settore potrebbe ingigantirsi. Quindi non mi pare sbagliato tenere alimentato questo 3d, anche se molte applicazioni appaiono speculative pur meritevoli di discussione ma altre no, sono gia’ fondamentali e ultrastrategiche, e 10 anni fa non ce lo saremmo immaginato.
Poi mi ha consentito di rispoverare almeno a spanne concetti di elettronica non piu’ usati dal tempo degli studi, tanti, troppi anni fa.
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La seconda legge di Moore, meno nota della prima, riguarda proprio le fabbriche di semiconduttori: il costo di un impianto di fabricazione di circuiti integrati raddoppia ogni quattro anni.
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Proprio per questo motivo la produzione, specialmente delle tecnologie più spinte, è generalmente appaltata ad aziende esterne. Ricordo che l’UE, tra i vari fantapiani di sviluppo, ha pensato alla produzione in Europa di tecnologie ultra-scalate. I produttori europei hanno risposto:
<<No Grazie!>>.
Poi l’industria dei chip e’ altamente non ridondante.
Le macchine per farli le sa fare solo uno in Olanda.
I chip li sanno fare solo un paio a Taiwan e meno bene in Corea.
L’unico altro monopolio “tecnico” strutturale paragonabile e’ proprio la rete satellitare, ma li si capisce meglio quali sono i vincoli tecnici…. mentre la produzione di chip e macchine per farli a me appare magia nera e non si capisce perche’ riescono cosi’ pochi.
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