Процессоры будущего

С некоторыми проектами, которые могут стать будущим компьютерной индустрии можно познакомиться уже сегодня.

🕛 23.09.2011, 06:49

Semiconductor Research Corporation - крупнейшая организация, занимающаяся научно-исследовательской деятельностью в области полупроводниковой промышленности, объявила о начале сотрудничества с Национальным научным фондом и выделении $20 миллионов на финансирование 12 проектов по разработке новых видов наноэлектроники. Эти 12 грантов достанутся 24 участвующим в программе университетам США и поспособствуют открытию новых механизмов переключения с использованием инновационных методов в наноэлектронике, которые придут на замену традиционным транзисторам, являющимся основой вычислительной техники на протяжении многих десятилетий.

Современная полупроводниковая промышленность вплотную приблизилась к своим физическим пределам, и дальнейшее соблюдение закона Мура становится невозможным. Вызвано это не только атомарной природой вещества и, соответственно, невозможностью дальнейшего "утончения" технологического процесса производства интегральных схем, но и принципом Ландауэра, согласно которому с ростом вычислительной мощи логической схемы пропорционально увеличивается количество выделяемого тепла.

Джереми Леви из Университета Питтсбурга предлагает в качестве основных материалов использовать алюминат лантана и титанат стронция. Взаимодействуя, эти материалы могут переключаться из токопроводящего состояния в изоляционное. Применение сегнетоэлектриков позволит создавать логические схемы с ячейкой, имеющей состояния "1" или "0", размерами, сопоставимыми с расстоянием между атомами вещества (то есть, около 2 нм). Подробнее о проекте можно узнать на специальной странице.

Сотрудники Массачусетского технологического института под руководством Тимоти Лу видят будущее в объединении наноэлектрических и биологических систем. По мнению учёных, такая интеграция поспособствует упрощению модели программирования, увеличению скорости обработки данных и будет лучше приспособлена для параллельных и многопоточных расчётов. Больше информации доступно на странице проекта.

Роланд Каваками из Калифорнийского Университета отдаёт предпочтение графену. Учёный занят разработкой новой парадигмы электронных вычислений, и предлагает для хранения и обработки информации применять спины электронов, которые будут передаваться в пределах логической схемы через магнитологические затворы, созданные из графена.

Учёные под руководством Джонатана Спеньера из Университа Дрекселя также предлагают использовать графен для преодоления физических ограничений традиционных полевых транзисторов. Скорость движения электронов по кремниевым каналам ограничена, также не отличаются особым быстродействием электростатические затворы. Создание двумерных полупроводников с магнитными или электромеханическими затворами может стать основой для выпуска принципиально новых датчиков или систем хранения данных.

Группа исследователей из Университета Вирджинии берёт на "вооружение" гибридную спинтронику. По их мнению, существующие электронные вычислительные машины крайне неэффективны. Учёные видят перспективы в логических схемах на основе магнитных затворов и в использовании спинов для чтения и записи данных. Также учёные хотят "научить" вычислительную систему повторно использовать часть собственного избыточного тепла для значительного повышения энергоэффективности.

Филипп Ким из Колумбийского Университета работает над созданием квантовых переключателей, использующих гетерогенные атомарные наноструктуры толщиной всего в один атом. Основой электроники, по его мнению, должно стать использование квантового состояния переменных, а не традиционные квазиэлектрические модели.