En dators prestanda mäts inte av dess hastighet utan av de operationer den kan göra. Således introducerades floppen vilket betyder antal...
En dators prestanda mäts inte av dess hastighet utan av de operationer den kan göra. Således introducerades flopp, vilket betyder antalet flyttalsoperatorer som en datorenhet kan göra per sekund.
Under detta decennium har vår datoranvändning uppnått en fenomenhastighet of nästan 100 Petaflops och under det kommande decenniet siktar vi på en hastighet på 1000 Zettaflops. Men begränsningen är att Moores lag nästan har uppnått sin extrapolering och därför om vi försöker göra transistorerna mindre, på motsvarande sätt kommer grindarna att bli små och tunna och då kommer kvantmekaniken in i scenariot och alla elektroner kommer att passera genom grinden oavsett dess på/av-läge på grund av Quantum Tunelling (elektronen försvinner i ena sidan av grinden och dyker upp igen på den andra sidan.)
Tja, det fanns många lösningar på detta problem som OptoElectronics, Machine Learning, etc. men den med kärnhårdvarunivå är Graphene-processorer som använder kolnanorör vilket eliminerar nackdelen med elektrontunelling. Eftersom elektroner inte rör sig mycket snabbare i kol jämfört med kisel så kan vi faktiskt kontrollera dem och modulera grindarna därefter.
VAD ÄR GRAPHENE?
Om du har en reaktangulär platta av grafit, skalar du av ett lager vars tjocklek är 1 atom och det lagret kallas grafen. Hårdare än diamant men ändå mer elastiskt än gummi; tuffare än stål men ändå lättare än aluminium. Grafen är det starkaste kända materialet hittills.
Grafen har framstått som en av de mest lovande nanomaterial på grund av sin unika kombination av fantastiska egenskaper:
- Bästa värmeledare tills känt.
- Optiskt transparent.
- Det är lätt men ändå så det är tätt att det är ogenomträngligt för gaser som helium. Dess elektronrörlighet är cirka 112.3 gånger snabbare än kisel.
Ett 2D monoatomiskt lager av grafit även känt som grafen.
KOLNANOTRÖR FRÅN GRAPHENE
Om grafen är ett ark av kol som bara är en atom tjockt, är kolnanorör en sorts upprullad version av grafen. De är lätta och starka som stål och mest effektivt hade de fått alla egenskaper hos grafen i första hand. Men mest relevant för materialforskare är de en nästan perfekt halvledare. Faktum är att den neuromorfa beräkningen som vi talar om har alla sina neuroner implementerade av kolnanorör på hårdvarunivå.
Hur nanorör rullas och tillverkas av grafen
Här är en kort recension av ett av de finaste och avancerade chipen som tillverkats av någon framväxande nanoteknik, RISC-V-RV16XNano .
RISC-V-RV16XNano
En grupp ingenjörer från MIT, Analog Department byggde detta chip, som är det största någonsin kända chip som tillverkats med hjälp av CNT.
Den har en enda potential att ersätta 100-tals klassiska datorer med sin beräkningshastighet över 1700ZetaFlops.
Mer än 10,000,000 14,702 3,762 CNT:er användes för att bilda 16 16 CMOS kol-nanorör fälteffekttransistorer (CNTFETs), som ytterligare arrangerades i 1.8 XNUMX digitala logiska block, som tillsammans fungerade som en XNUMX-bitars processor av mikrokontrollerkvalitet - närmare bestämt en RVXNUMXXNano standarddriftspänning på XNUMXV.
Även om dess implementeringsnivå är långt borta från en modern CPU, men den körde ett program som slog ut ett meddelande: "Hej världen! Jag är RV16XNano, gjord av CNT".
Mikroskopibild av en färdigtillverkad RV16XNano
Detta nanochip, tillverkat 2013, öppnade precis dörrarna till höghastighetsdatorer med exakta resultat. Kanske kan du under de kommande 20 till 30 åren föreställa dig att spela IGI2 i en superdator hemma hos dig :).
Men som alla tekniska material finns det en term som kallas "fördelar och koner" och CNTs hade det också.
Vad är det för fel på kolnanorör?
Efter upptäckten av kolnanorör 2004 började folk inse deras potential som "molekylära" ledningar, något som verkar extremt coolt. Men deras attraktiva egenskaper kommer med ett antal varningar. De är benägna att aggregeras till buntar som dödar transistorns prestanda, syntetisering av nanorör med specifika kiraliteter är fortfarande opraktiskt för IC-ändamål, och att styra transistortypen för att producera transistorerna med de komplementära n- och p-typpolariteterna som är centrala för CMOS-tekniken är lika problematiskt . Forskarna identifierade en serie lösningar på dessa problem: RINSE (borttagning av inkuberade nanorör genom selektiv exfoliering), MIXED (metallgränssnittsteknik korsad med elektrostatisk dopning) och DREAM (designer elasticitet mot metalliska CNT).
Hur som helst, några av problemen är fortfarande olösta och forskning pågår. Men på den abstrakta harwarenivån kan vi dra slutsatsen att grafenprocessorer är kvintessensen av datoranvändning och har inga kända begränsningar till skillnad från Silicons tills nästa Gordon Moore kommer med en lag:3