» »

Napravili 16-bitni procesor iz ogljikovih nanocevk

Napravili 16-bitni procesor iz ogljikovih nanocevk

Nature - Inženirji z MITja so postavili nov mejnik v snovanju čipov iz ogljikovih nanocevk: zgradili so 16-bitni programabilni mikroprocesor s 14.000 tranzistorji, ki zna izpisati "Hello World!"

Moorov zakon je že v fazi leta na smetišče zgodovine, saj prihajamo do skrajnih meja polprevodniških vezij na osnovi silicija. Med bolj obetajočimi nasledniki je tehnologija ogljikovih nanocevk, ki pa se v tem trenutku še vedno sooča z vrsto zahtevnih preprek. Za novo stopnico v njenem razvoju so zopet poskrbeli v ekipi Maxa Shulakerja z MITja - prav tistega, ki je pred dobrim mesecem dni pokazal rezino s prvimi monolitnimi 3D čipi. Tokrat so zgradili polno programabilen mikroprocesor s tranzistorji iz ogljikovih nanocevk, ki je izpisal prislovičen "Hello World!"

RV16X-NANO je čip z nekaj čez 14.000 tranzistorji, ki uporablja odprtokodni inštrukcijski set RISC-V, in sicer z 32-bitnimi inštrukcijami, ki delujejo na 16-bitnih podatkih. Teče pri desetih kilohercih, pravijo pa, da so ga za kratek čas prignali tudi že do megaherca. Elementi so velikosti poldrugega mikrometra, kar ga v tem oziru postavi ob bok Intelovega 80386 iz leta 1985; čeprav je slednji tiktakal z dvanajstimi megaherci in več. Ni slabo ob dejstvu, da smo prvi mikroprocesor iz nanocevk videli šele pred šestimi leti, ko so na Stanfordu napravili 1-bitni čip z 187 tranzistorji. (Shulaker je bil tudi v tisti skupini.)

Morda bolj kot samo vezje so zanimivi triki, ki se jih je ekipa poslužila pri njegovem nastajanju in s katerimi so rešili ali kratkomalo obšli vrsto problemov, s katerimi se trenutno ubadajo snovalci takšnih čipov. Iznašli so način, kako ogljikove nanocevke uporabiti za tranzistorje vrste NMOS, ki prevajajo elektrone, in PMOS, ki prevajajo vrzeli. V siliciju to počnemo z dopiranjem nečistoč, kar pri nanocevkah ni izvedljivo. Namesto tega so nanje nanesli dielektrik hafnijev dioksid in jim z njegovo pomočjo jemali ali dodajali elektrone.

Drug eleganten trik je obšel problem, da določen del nanocevk vselej nastane v prevodni in ne polprevodni obliki. Za dobro delujoč klasičen čip bi potrebovali 99,999999-odstotno čistost, ki je z današnjimi metodami še nedosegljiva. Zato so se izziva lotili iz druge smeri in okoli že nanešenih nanocevk z nanašanjem kovin oblikovali logična vrata tako, da so zaradi specifične razporeditve elementov statistično odporna na omenjene nečistoče.

Za konkurenčnost obstoječim tehnologijam bo potrebno močno zmanjšati razsežnosti elementov in tako zvišati frekvence, inženirji pa v tem pogledu optimistično zrejo v prihodnost, saj imajo za vse izzive menda že obetajoče smeri raziskovanja. Toda hkrati je veliko vprašanje, koliko bodo omenjeni prijemi, ki so pripeljali do čipa RV16X-NANO, v resnici uporabni tudi pri zmanjševanju tranzistorjev do ravni nanometrov, kjer bomo verjetno potrebovali povsem nove, mnogo natančnejše načine manipulacije z nanocevkami. Ali, kakor pravijo komentatorji pri Nature: "Preteklo bo še nekaj časa, preden bo ta inženirska ekipa potrebovala prodajni oddelek."

11 komentarjev

korenje3 ::

Prihodnost je v atomskem pisalniku, ki bo pisal s curkom atomov. Na ta način bodo tiskali vezja v več slojih.
Pentium I7 3770k@4,5Ghz; 16GB RAM@2133MHz; ASUS Radeon 6850 1GB;
SSD Kingston hyperX 240GB; 30" HPZR30w monitor;
BeQuiet! E9 580W; http://www.the-nox.com

tikitoki ::

korenje3 je izjavil:

Prihodnost je v atomskem pisalniku, ki bo pisal s curkom atomov. Na ta način bodo tiskali vezja v več slojih.


In kako naj bi to delovalo?

7982884e ::

korenje3 je izjavil:

Prihodnost je v atomskem pisalniku, ki bo pisal s curkom atomov. Na ta način bodo tiskali vezja v več slojih.

ideje o "molecular assemblerjih" niso nove, so stalnica v raznih vizijah utopije, kjer ti taka masina zgradi poljubno mnogo poljubnih stvari, ce jih dovedes dovolj materiala in stroma.

vecji problem je seveda tako masino sestavit.

Sheteentz ::

tikitoki je izjavil:

korenje3 je izjavil:

Prihodnost je v atomskem pisalniku, ki bo pisal s curkom atomov. Na ta način bodo tiskali vezja v več slojih.


In kako naj bi to delovalo?

Enostavno, 3D printer na atomskem nivoju.

Glugy ::

tole je torej po zmogljivosti tehnologija na ravni leta 1985 po potencialu pa mnogo zmogljivejša kot potencial današnje tehnologije. Zanimivo. Verjetno bo dolgo trajal da bo to prišlo na police ampak ja super za čez 40 let : ]

Ahim ::

Glugy je izjavil:

tole je torej po zmogljivosti tehnologija na ravni leta 1985 po potencialu pa mnogo zmogljivejša kot potencial današnje tehnologije. Zanimivo. Verjetno bo dolgo trajal da bo to prišlo na police ampak ja super za čez 40 let : ]

1985 je prisel 80386. Omenjeni CPU je po stevilu tranzistorjev bolj ranga polovice 8086.

korenje3 ::

tikitoki je izjavil:

korenje3 je izjavil:

Prihodnost je v atomskem pisalniku, ki bo pisal s curkom atomov. Na ta način bodo tiskali vezja v več slojih.


In kako naj bi to delovalo?


s pomočjo plazme. podobno kot se plazemsko nanaša kovino na vse živo, samo da bi tukaj uporabil še magnetni usmerjevalnik. Jasno ne gre se za sestavljanje atom na atom, ampak pač kolikor jih pade... To niti ni tak problem narediti kot recimo nanos 2 različnih materialov hkrati - to je potrebno za delovanje tranzistorja.

Sicer pa boste vidl čez 10 let... ko bodo zadeve postavljene v realnost. Boste lahko rekli - Slovenska ideja.
Pentium I7 3770k@4,5Ghz; 16GB RAM@2133MHz; ASUS Radeon 6850 1GB;
SSD Kingston hyperX 240GB; 30" HPZR30w monitor;
BeQuiet! E9 580W; http://www.the-nox.com

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: korenje3 ()

Oberyn ::

7982884e je izjavil:

ideje o "molecular assemblerjih" niso nove, so stalnica v raznih vizijah utopije, kjer ti taka masina zgradi poljubno mnogo poljubnih stvari, ce jih dovedes dovolj materiala in stroma.
vecji problem je seveda tako masino sestavit.

To pa res ni problem. Natisneš jo z drugim molecular assemblerjem.

jype ::

Sheteentz je izjavil:

Enostavno, 3D printer na atomskem nivoju.
If you think you understand quantum mechanics then you don't understand quantum mechanics.
-- Feynman

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: jype ()

tikitoki ::

Sheteentz je izjavil:

tikitoki je izjavil:

korenje3 je izjavil:

Prihodnost je v atomskem pisalniku, ki bo pisal s curkom atomov. Na ta način bodo tiskali vezja v več slojih.


In kako naj bi to delovalo?

Enostavno, 3D printer na atomskem nivoju.


Jp, zelo enostavno.

Aggressor ::

So many future Nobel prize winners here. :D
en CRISPR na dan odžene zdravnika stran


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Razvili tkanino, ki zna tako zadrževati kot prepuščati toploto

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
233762 (711) antonija
»

Najtanjši tranzistor meri 1 nm

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
63540 (1702) David1994
»

IBM odkril nov način uporabe ogljikovih nanocevk v tranzistorjih

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
94880 (2339) zavajon
»

Nova vrsta tankih upogljivih baterij

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
62600 (1837) Eupatrides
»

Honda napreduje pri razvoju nanocevk

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
82432 (1433) karagoth

Več podobnih tem