Прогресс в технологии производства процессоров из углеродных нанотрубок

Микропроцессор из углеродных нанотрубок

Век кремния в вычислительной технике подходит к концу, углеродные нанотрубки готовятся занять его место?

Группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) разработала новый современный микропроцессор из углеродных нанотрубчатых транзисторов, которые широко рассматриваются как более быстрая и экологичная альтернатива их традиционным кремниевым аналогам.

Кремниевые транзисторы десятилетиями применялись в компьютерной индустрии. Она уменьшала их и использовала больше транзисторов в микросхемах каждые несколько лет, чтобы те могли выполнять все более сложные вычисления. Но эксперты предвидят время, когда кремниевые транзисторы нельзя будет уменьшить.

Создание полевых транзисторов из углеродных нанотрубок (CNFET) стало основной целью для создания компьютеров следующего поколения. Исследования показывают, что они обладают свойствами, которые обещают примерно в 10 раз более высокую энергоэффективность и гораздо более высокие скорости по сравнению с кремнием. Однако при изготовлении в масштабе эти транзисторы часто имеют множество дефектов.

Исследователи из Массачусетского технологического института изобрели новые методы для существенного снижения дефектов и обеспечения полного функционального контроля при изготовлении этого типа транзисторов. Они продемонстрировали 16-битный микропроцессор, содержащий более чем 14 000 CNFET, которые выполняют те же задачи, что и коммерческие микропроцессоры.

Cовременный микропроцессор из углеродных нанотрубчатых транзисторов под микроскопом
Изображение: Феличе Франкель/MIT

Подобные углеродные микропроцессоры делаются с использованием тех же самых технологий, которые применяются для изготовлении кремниевых чипов. Это важно, поскольку может способствовать их скорейшему практическому использованию.

«У кремния есть пределы, и если мы хотим продолжать иметь успехи в вычислительной технике, углеродные нанотрубки представляют собой один из наиболее многообещающих способов преодоления этих ограничений» — сказал соавтор Макс М. Шулакер.

Тем не менее новый микропроцессор из углеродных нанотрубок еще не готов заменить кремниевые чипы. Каждый из них имеет ширину около микрометра (1 мкм = 1000 нм), по сравнению с современными кремниевыми транзисторами, которые имеют размеры в десятки нанометров. Каждый транзистор с углеродными нанотрубками в этом прототипе может включаться и выключаться примерно миллион раз в секунду, тогда как кремниевые транзисторы могут мигать миллиарды раз в секунду.

С уменьшение нанотрубчатых транзисторов электричество будет проходить через них с меньшим сопротивлением, что позволит чипам на их основе работать быстрее. Этому также будет способствовать параллельное выравнивание нанотрубок, а не использование случайно ориентированной сетки.

Хотя никто не может сказать, когда микросхемы, сделанные полностью из углеродных нанотрубок, попадут на полки, Макс Шулакер говорит, что это может произойти менее чем через пять лет.



Читайте также:
Детеныш гангского гавиала

Самый редкий вид крокодилов начал активно размножаться

По данным BBC News, данный вид крокодилов не встречался в этом районе Непала целых 30 лет. На других территориях страны этих хищных пресмыкающихся насчитывалось всего лишь около сотни особей.
Rosetta OSIRIS комета 67P

70 000 изображений кометы 67P стали доступны в Интернете

В фотоархиве вы можете проследить весь путь зонда Rosetta к комете: приближение к объекту, наблюдения с близкого расстояния, фотографии посадочного модуля Philae, а также струи газа и пыли, выбрасываемые кометой.
Робот-змея

Роботы-змеи. Где их можно применить и какие у них преимущества?

Змея, с ее подвижностью и возможностью проникнуть почти в любое труднодоступное место, вдохновляет ученых-робототехников уже несколько десятилетий. Однако есть ли у таких роботов будущее? Давайте
Сокращение выбросов CO2

На фоне пандемии ежедневные выбросы CO2 сократились на 17%

Согласно исследованию, за первые четыре месяца года выбросы сократились в общей сложности на 1 048 миллионов тонн (MtCO2) во всем мире.
Сигналы из космоса. Радиотелескоп

Почему инопланетяне не услышат радиосигналы землян

Для уверенного приема такого рода излучения необходимы принимающие устройства не привычных нам размеров, а огромные, поистине астрономических масштабов.
Космические полеты увеличивают желудочки мозга

Длительные космические полеты приводят к увеличению размера желудочков мозга

У космонавтов, которые долгое время проводят на борту МКС, наблюдается увеличение размера желудочков мозга.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *