Skersinių nanolaidų lustai – elektronikai už Moore dėsnio ribų

Nanowire
1/52/53/54/55/5
loadingLoading...

Kadangi dėl mažesnių, greitesnių komponentų tranzistorinė technologija tęsia veržimąsi pirmyn  , esame vis vis arčiau tos lūžio, kuriame dėl atominio masto realijų bus nutrauktas Moore’o dėsnis – jei tik mes nerasime aplinkkelio. Mokslininkų iš Harvardo ir ne pelno tyrimų bendrovės Mitre komanda rado galimą problemos sprendimą naudojant nanolaidus (NW – nanowires) mažuosiuose procesoriuose.

Įrenginys sukurtas laboratorijoje jokiu būdu neatitinka šiuolaikinių kompiuterių procesorių, tačiau įrenginio įdėja remiasi visiškai nauju procesu. Mikroschema suprojektuota chemiko Charles Lieber ir jo komandos, naudoja pagrindui (branduoliui) germanio vos 15 nanometrų pločio NW . Patys laidai padengti siliciu ir lygiagrečiai išdėstyti ant silicio dioksido substrato .  Ant lusto paviršiaus įterptas chromo ir aukso kontaktų tinklas , tačiau jie uždėti priešingomis kryptimis, taip sukurdami kryžminį tinklelį .

Kiekvienas iš lusto taškų, kur NW kerta įterptųosius kontaktus, gali veikti kaip programuojamas tranzistoriaus mazgas. Taikant Pridėta įtampa NW perjungia juos į „įjungta / išjungta“. Mokslininkai tai vadina“ skersiniu masyvu“.Substrate

Harvardo lustas turi 180 šių dirbtinių tranzistorių, ir padalintas į tris atskiras plyteles. Viena plytelė naudojama leisti pagrindinėms matematinėms operacijoms, o kitos dvi laiko po bitą kiekvienos atminties . Tai daro šį lustą paprastu 2 bitų įtaisu, be jokių reguliarių CMOS tranzistorių. Taip, tai toli nuo visų , net labiausiai primityvių procesorių , tačiau komanda mano, kad šis dizainas gali būti padidinamos tiesiog pridedant daugiau NW į didesnės gardelės ryšius. Pvz.: keturios plytelės duotų 4 bitų masyvo įtaisą.

Tai nepirmas kartas, kai buvo tirta NW, kaip būdas apeiti Moore’o dėsnio ribas, tačiau praktiškai trukdo atsirandančios problemos, būdingos medžiagai pereinant prie mažesnio masto. Uždėjimas būtinu preciziškumo lygiu NW,  yra labai sunkus , ir jei laidai susiliečia, tai „užtrumpinama“ , ir išmuštų visus po to einančius tranzistorių mazgus. Lieber ir jo komanda išsprendė šią problemą su technika, pavadinta “ determinuotas nanokombinavimas. „

Nanowire-640x480

Srovės šiame procese yra mažos ir labai mažos galios , kurios daro juos idealiai tinkamus implantuojamiems prietaisams , pavyzdžiui, realaus laiko biojutiklių  kūrimui. Įsivaizduokite mažą prietaisą, kuris gali būti implantuotas po oda stebėti gliukozės kiekiui kraujyje cukriniu diabetu sergantiems pacientams , tačiau nenaudoja beveik jokios galios . Tos pačios jų savybės įgalintų NW lustus puikiai pritaikyti pažangiausiems mikrokontroleriams montuoti į robotus. Lieber nemato NW kaip tranzistorių pakaitalo galingiausiuose CPU, bet kaip būdas padaryti procesorius gerokai mažesnius ir greitesnius nei silicio, kada nors tikrai galėtų.

Read more: http://www.extremetech.com/computing