Устройството, което включва операционна система и е способно на многозадачност, може да бъде обещаваща алтернатива на силиция при производството на компютрите на бъдещето

Свързани новини

В търсене на нови материали, които да заменят силиция, за да създадат по-ефективно електронно оборудване, инженерите от университета в Станфорд (САЩ) успяха да построят за първи път компютър, направен изцяло от въглеродни нанотръбни транзистори (CNT, за неговото съкращение на английски).

изграждат

Все още е много основно устройство, но включва операционна система и може да изпълнява няколко програми едновременно

Авторите на проекта, чиито резултати са публикувани в последния брой на Nature, отбелязват, че този пробив кулминира години на усилията на учените от цял ​​свят да се възползват от този обещаващ, но уникален материал.

Както обяснява Макс Шулакър, водещ автор на работата, пред SINC, "въглеродните нанотръби представляват важен напредък спрямо сегашните силициеви транзистори и предвиждаме големи подобрения както в производителността, така и в енергийната ефективност".

По-фина от косата

Въглеродните нанотръби са дълги вериги от атоми, които са изключително ефективни при провеждане и управление на електричеството. "Те са толкова тънки, че хиляди от тях биха могли да се поберат един до друг в човешки косъм и да изискват много малко енергия, за да ги изключат", казва той.

Шулейк добавя, че работата показва, че е възможно да се правят въглеродни нанотръби, въпреки че тази технология все още има присъщи недостатъци. „Успяхме обаче да преодолеем тези препятствия и да представим най-модерната система, базирана на въглерод до момента“, подчертава той.

Сред трудностите при работа с този материал си струва да се спомене, че въглеродните нанотръби не растат в успоредни линии, както биха искали производителите на чипове. Друг проблем е, че част от тези нанотръби могат да се държат като метални кабели, които винаги провеждат електричество, вместо да се държат като полупроводници, които могат да бъдат изключени, се казва в изявление на Станфордския университет.

За да се преодолеят тези препятствия, екипът извърши дизайн, който нарече „несъвършенство имунно“, състоящ се от премахване на нанотръбите, които се държаха като кабели. След това изключи всички „добри“ CNT и изпомпва полупроводниковата верига, пълна с електричество.

Цялото това електричество беше концентрирано в металните нанотръби, които станаха толкова горещи, че изгоряха и буквално се изпариха до въглероден диоксид. „Тази сложна техника елиминира всички метални CNT от веригата“, посочват тези източници.

„Избягването на неправилно подредени нанотръби изискваше още по-фини неща“, отбелязват авторите. За да направят това, изследователите създадоха мощен алгоритъм, който картографира веригата и гарантира, че тя работи, независимо дали наноттубите са усукани или не.

Инженерите са използвали този несъвършен имунен дизайн, за да сглобят основен компютър със 178 транзистора, което е ограничение, което идва от използването на съоръженията на университета, а не от производствения производствен процес, поясняват те.

Бройте и поръчайте номера

Компютърът беше в състояние да изпълнява задачи като преброяване и подреждане на номера. В допълнение, тя включва основна операционна система, която позволява да се извършва обмен на тези процеси. За да покажат своя потенциал, изследователите доказаха, че устройството може да изпълнява и търговска инструкция, наречена MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages), разработена в началото на 80-те години от Джон Хенеси, инженер и настоящ президент на университета.

От своя страна, Франц Кройпл, изследовател на хибридни електронни системи от университета в Мюнхен (Германия) и автор на рецензия по проекта, която също е публикувана в Nature, посочва, че както теоретичните, така и експерименталните трудове „показват, че въглеродните нанотръби са най-енергийно ефективните електронни ключове с мащабируемост доста под 10 нанометра ".

По негово мнение работата на Шулакер и неговият екип е много ценна, тъй като те са успели да преодолеят трудностите при работа с въглеродни нанотръби и са изградили първия функционален компютър с този нов нововъзникващ материал, „много по-добър в този тип приложения на конкуренти като графен ".

В заключение авторите на работата отбелязват, че демонстрацията на новото устройство потвърждава, че въглеродните нанотръби са осъществима технология за разработване на следващото поколение високо енергийно ефективни електронни системи.