Ytelsen til en datamaskin måles ikke av hastigheten, men av operasjonene den kan gjøre. Dermed ble floppen introdusert som betyr antall...

Ytelsen til en datamaskin måles ikke av hastigheten, men av operasjonene den kan gjøre. Dermed ble floppen introdusert som betyr antall flyttallsoperatører en dataenhet kan gjøre per sekund.

I dette tiåret har databehandlingen vår oppnådd en fenomenhastighet of nesten 100 Petaflops og i det neste tiåret sikter vi mot en hastighet på 1000 Zettaflops. Men begrensningen er at Moores lov nesten har oppnådd sin ekstrapolering, og hvis vi prøver å gjøre transistorene mindre, vil portene tilsvarende bli små og tynne, og da vil kvantemekanikk komme inn i scenariet og alle elektronene vil passere gjennom porten. uavhengig av på/av-tilstand på grunn av kvantetunelling (elektronet forsvinner på den ene siden av porten og dukker opp igjen på den andre siden.)

Vel, det var mange løsninger på dette problemet som OptoElectronics, Machine Learning, etc., men den med kjernemaskinvarenivå er Graphene-prosessorer som bruker Carbon Nanotubes som eliminerer ulempen med elektrontunelling. Siden elektroner ikke beveger seg veldig raskere i karbon sammenlignet med silisium, kan vi faktisk kontrollere dem og modulere portene deretter.

HVA ER GRAPHENE?

Hvis du har en reaktangulær grafittplate, skreller du av et lag hvis tykkelse er 1 atom, og det laget er kjent som grafen. Hardere enn diamant, men mer elastisk enn gummi; tøffere enn stål, men likevel lettere enn aluminium. Grafen er det sterkeste kjente materialet til nå.

Grafen har fremstått som en av de mest lovende nanomaterialer på grunn av sin unike kombinasjon av suverene egenskaper:

Et 2D monoatomisk lag av grafitt også kjent som grafen.

KARBONNANORØR FRA GRAPHENE

Hvis grafen er et ark med karbon bare et atom tykt, er karbon-nanorør en slags sammenrullet versjon av grafen. De er lette og sterke som stål og mest effektivt hadde de først og fremst alle egenskapene til grafen. Men mest relevant for materialforskere er de en nesten perfekt halvleder. Faktisk har den nevromorfe databehandlingen som vi snakker om, alle nevronene implementert av karbon nanorør på maskinvarenivå.

Hvordan nanorør rulles og lages av grafen

Her er en kort anmeldelse av en av de fineste og avanserte brikkene laget av enhver ny nanoteknologi, RISC-V-RV16XNano .

RISC-V-RV16XNano

En gruppe ingeniører fra MIT, Analog Department bygde denne brikken, som er den største kjente brikken som noen gang er produsert med CNT-er.

Den har et eneste potensial til å erstatte hundrevis av klassiske datamaskiner med sin beregningshastighet over 100 ZetaFlops.

Mer enn 10,000,000 14,702 3,762 CNT-er ble brukt til å danne 16 16 CMOS-karbon-nanorør-felteffekttransistorer (CNTFET-er), som videre ble arrangert i 1.8 XNUMX digitale logiske blokker, som til sammen fungerte som en XNUMX-bits mikrokontroller-grade CPU - nærmere bestemt en RVXNUMXXNano standard driftsspenning på XNUMXV.

Selv om implementeringsnivået er langt unna en moderne CPU, men det utførte et program som sendte ut en melding: "Hei Verden! Jeg er RV16XNano, laget av CNT-er".

Mikroskopibilde av en ferdigprodusert RV16XNano

Denne nanobrikken, produsert i 2013, åpnet nettopp dørene til høyhastighets databehandling med nøyaktige resultater. Kanskje i løpet av de neste 20 til 30 årene kan du tenke deg å spille IGI2 i en superdatamaskin hjemme hos deg :).

Men som ethvert teknologisk materiale er det et begrep som kalles "proffer og kjegler", og CNT-er hadde det også.

Hva er galt med karbon nanorør?

Etter oppdagelsen av karbon nanorør i 2004, begynte folk å gjenkjenne potensialet deres som "molekylære" ledninger, noe som virker ekstremt kult. Imidlertid kommer deres attraktive egenskaper med en rekke forbehold. De er tilbøyelige til å samle seg i bunter som dreper transistorytelsen, syntetisering av nanorør med spesifikke chiraliteter forblir upraktisk for IC-formål, og å kontrollere transistortypen for å produsere transistorene med de komplementære n- og p-type polaritetene sentralt i CMOS-teknologien er på samme måte problematisk. . Forskerne identifiserte en rekke løsninger på disse problemene: RINSE (fjerning av inkuberte nanorør gjennom selektiv peeling), MIXED (metallgrensesnittteknikk krysset med elektrostatisk doping) og DREAM (designer elastisitet mot metalliske CNT).

Uansett, noen av problemene er fortsatt uløst, og undersøkelser pågår. Men på det abstrakte harware-nivået kan vi konkludere med at grafenprosessorer er kvintessensen av databehandling og har ingen kjente begrensninger i motsetning til Silicons før neste Gordon Moore kommer med en lov:3

 

kilde: Grafen prosessorer og fremveksten av karbon nanorør | av Rahul Saha | Medium

Oversette "