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Olhe para fora, silício: boffins em os EUA criaram um microprocessador simples trabalho de nanotubos de carbono, possivelmente abrindo caminho para menos sedento de poder de chips de computador mais rápido e mais.
Apelidado de Cedric por seus criadores na Universidade de Stanford, é o primeiro de seu tipo: ele pode buscar o software escrito em um subconjunto de instruções MIPS de memória e executa-lo em um 1KHz clock todo-poderoso.
Com apenas 178 decisões portas lógicas ea capacidade de contar até 32, que é um longo caminho, fora de smartphones sofisticados de hoje e processadores para desktop com milhões e bilhões de portas.
Mas os portões experimentais de nanotubos de carbono de nove nanômetros de tamanho são diminuídos pelas portas 22nm na última geração de chips de silício. E já está ficando cada vez mais difícil diminuir estes projetos de silício sem arruinar a sua eficiência energética ou a tornar-se demasiado complexo para construir de forma confiável. Gates de silício menores mudar mais rápido, mas que vazar mais atual e calor - como qualquer pessoa que tenha um computador portátil pousado em seu colo sabe.
Então produzidos em massa minúsculos chips de nanotubos de carbono poderia ser a resposta para a demanda da humanidade por tecnologia nippier e menores - como, em tese, os de toda nanômetros tubos devem operar de forma mais rápida e devorar menos energia do que portas de transistores de silício volumosos. (E ele vem exatamente como o mundo está pronto para desistir de Lei de Moore .)
Este wafer contém minúsculos computadores usando nanotubos de carbono, um material que poderia levar a processadores energeticamente eficientes menores, muito mais. Photo by Norbert von der Groeben, da Universidade de Stanford
Nanotubos de carbono são feitos de longas cadeias de átomos de carbono que funcionam como semicondutores: elas podem ser ligadas e desligadas, assim como uma porta do transistor típico, que necessitam de uma pequena tensão para alterar o seu estado altamente entre condutores e não condutores.
Os pesquisadores compararam os nanotubos de uma mangueira de jardim: o estreito é, mais fácil é carimbar nele e cortar o fluxo. Seu processador primitivo é construída a partir da lógica OGP, ou seja, os portões de nanotubos são normalmente ligado (o que não é particularmente bom para a eficiência energética) e tem que ser desligado por um sinal de porta - assim como a eletrônica digital iniciais. Chips de silício de hoje usam muito mais eficiente tecnologia CMOS, algo que os boffins Stanford terá de resolver.
"Houve algumas demonstrações de sistemas digitais completos utilizando os nanotubos de carbono '
A equipe disse que o seu computador CNT , apresentado na revista Nature de hoje ", executa um sistema operacional que é capaz de multitarefa: como uma demonstração, realizamos a contagem e integer-ordenação ao mesmo tempo Além disso, implementamos 20 instruções diferentes do MIPS comercial. conjunto de instruções para demonstrar a generalidade do nosso computador CNT ".
Multitarefa pode estar empurrando-a com as circunstâncias, mas estamos disse a máquina de Turing completa - o que significa que pode resolver qualquer problema de computação.
"As pessoas estão falando de uma nova era da eletrônica de nanotubos de carbono indo além do silício. Mas tem havido algumas manifestações de sistemas digitais completos que utilizam esta tecnologia emocionante. Aqui está a prova", disse Prof Subhasish Mitra, um engenheiro elétrico e cientista da computação que é um dos sete boffins que trabalharam no projeto.
Estamos informados de que o grupo chegar a uma "imperfeição imune" maneira de construir os nanotubos: uma fração desses tubos, muitas vezes acabam se comportando como fios metálicos, o que significa que sempre conduz eletricidade e não pode ser desligado conforme necessário para operar como um circuito de tomada de decisão digital.
Assim, os cientistas desenvolveram um modo de roteamento corrente suficiente através destes, tubos metálicos imperfeitos para vaporizar-los em pequenos jatos de dióxido de carbono.
E isso é extremamente difícil de cultivar as dos tubos em linhas retas, o que é fundamental para a construção de um dispositivo de trabalho. Um algoritmo disposição elegante é usado para assegurar o pequeno número de tubos frouxo não afectam o funcionamento do circuito.
"Precisávamos de uma maneira de projetar circuitos sem ter que olhar para as imperfeições ou até mesmo saber onde eles estavam," Mitra acrescentou.
O design de chips CNT terá de passar por uma grande quantidade de revisão antes de ser aumentada para os padrões de hoje e produzido em massa, mas HS Philip Wong, um outro professor que trabalhou no projeto, acrescentou: "os nanotubos de carbono pode levar-nos pelo menos um ordem de magnitude no desempenho além de onde você pode projetar o silício pode nos levar. "
Professor Jan Rabaey, um especialista mundial em eletrônica na Universidade da Califórnia, em Berkeley, disse: "Os nanotubos de carbono têm sido considerados como um potencial sucessor para o transistor de silício.
"Não há dúvida de que isso vai chamar a atenção de pesquisadores na comunidade de semicondutores e seduzi-los para explorar a forma como esta tecnologia pode levar a processadores menores e mais eficientes em termos de energia na próxima década."
Embora você não estará comprando um iMac nanotubo qualquer momento em breve, a mais recente experiência trouxe uma era de computadores CNT um passo mais perto, disse disse Supratik Guha, diretor de ciências físicas para Thomas J. Watson Research Center da IBM e um dos principais lustre CNT . "Estes são passos iniciais necessários na tomada de nanotubos de carbono a partir do laboratório de química para um ambiente real", sugeriu ele. ®
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