پیشرفته ترین تراشه دنیا با نانولوله های کربنی ساخته شد؛ سرعت بیشتر و مصرف انرژی تا ده برابر کمتر نسبت به تراشه های سیلیکونی - شیوا مارکت

در حال حاضر، این تراشه پیشرفته ترین کامپیوتر دنیا است. محققان ام آی تی در ساخت این تراشه به جای استفاده از ماه سیلیکون رایج این روزها، از ماده کربن نانو لوله ای استفاده کردند. این ماده از صفحات کربنی به ضخامت یک اتم ولی به شکل استوانه های توخالی تشکیل شده است.

این ریزپردازنده جدید که توانایی اجرای یک نرم افزار معمولی را دارد؛ می تواذند نقطه عطفی در راستا ساخت تراشه های جدید جایگزین سیلیکونی ها باشد. از جمله اینکه قانون مور دوباره زنده شده و همچنان پابرجا باشد.

صنعت ساخت تراشه در سال های اخیر نتوانسته قانون مور را به اجرا دربیاورد و با کندی پیش رفته است. مور می گوید تعداد ترانزیستورهای به کار گرفته شده در یک تراشه سیلیکونی با حجم ثابت باید هر دو سال یک بار دو برابر می شوند.

در عمل، سال های اخیر پیاده سازی این قانون برای تراشه سازها ممکن نبوده است. چون باعث بزرگ تر شدن تراشه ها به چند اتم و نشت جریان های الکتریکی می گردد. افزون بر این، گرمای فراوری شده توسط ترانزیستورها باعث کاهش راندمان نیمه هادی ها شده؛ انرژی بیشتری مصرف نموده، خنک سازی آن ها دردسرساز است و حتی باعث خرابی می گردد.

اما نانولوله های کربنی راهکار مناسبی برای جایگزینی سیلیکون ها هستند. ترانزیستورهای نانولوله ای کربنی سریع تر بوده و مطالعات جدید نشان می دهد تا 10 برابر مصرف انرژی کمتری دارند. این قابلیت می تواند باعث افزایش بهره وری دستگاه های الکترونیکی گردد و عمر باتری آن ها را بیشتر کند.

قانون مور زنده می ماند

سال ها است که صنعت نیمه هادی ها در حال کار روی تراشه های کربنی نانولوله ای است ولی چند مشکل جدی داشتند که مانع از توسعه آن ها می شد. مشکل نخست، ساخت یک لایه یکنواخت از نانولوله های کربنی روی یک ویفر است که کار بسیار سختی است. چون نانولوله ها تمایل دارند به سوی یکدیگر حرکت نمایند و چینش ترانزیستورها را به هم بریزند.

مشکل دوم، مدیریت و کنترل انرژی مصرف شده توسط جریان های الکتریکی حاصل از نیمه هادی های نانولوله ای کربنی است.

اکنون، تیمی از محققات آموزشگاه MIT به سرپرستی، ماکس شولاکر، پیروز شدند یک ریزپردازنده 16 بیتی متشکل از بیش از 14 هزار نانولوله کربنی بسازند که پیچیده ترین تراشه دنیا تا کنون است ولی با همان تجهیزات و تکنیک های تراشه های سیلیکونی معمولی ساخته شده است. به این معنی که فراورینمایندگان این تراشه احتیاج ندارند تجهیزات جدید و گران قیمتی تهیه نمایند.

آن ها مدارهای جدیدی برای ساخت زیرپردازنده طراحی نموده که از گیت های کمتر مشکل دار استفاده می نمایند. این گیت ها و مدارها مشکل درهم ریختگی نانولوله ها را برطرف نموده و مانع از بروز مشکل می شوند. برای مشکل ساخت ویفر با لایه های یکنواخت نانولوله ای هم ابتدا ویفر را در پلیمر پوشانده و سپس در مراحل مختلف با دقت بسیار بالایی شست وشو دادند تا توده های نانولوله ای از بین بروند و لایه هایی صاف و یک دست برای افزایش کارآمدی تراشه شکل بگیرد.

تراشه نانولوله ای جدید می تواند برنامه ای ساده را اجرا کند که منجر به فراوری پیغام Hello, World می گردد. این یک نقطه آغاز برای توسعه این نسل از تراشه ها است. اگر بخواهیم از این تراشه ها در ساخت کامپیوترهای امروزی استفاده کنیم؛ باید هریک از نانوکربن ها توانایی پذیریش میلیاردها ترانزیستور را داشته باشند.

پیش تر، شرکت IBM اعلام نموده بود تا سال 2020 تراشه های نانولوله ای کربنی خواهد ساخت که در دنیای واقعی جایگزین تراشه های سیلیکونی شوند. می دانیم هنوز این کوشش ها به ثمر ننشسته است و تراشه های نانولوله ای به بازار راهی پیدا نکردند. اما اکنون، ساخت پیشرفته ترین تراشه نانولوله ای دنیا توسط تیمی از MIT امیدواری ها به آینده را زنده نگه داشته است. مهم تر از آن، قانون مور زنده می ماند.

منبع

tafatton.ir: تفطن: گردشگری، تور لحظه آخری ارزان قیمت، بلیط، ویزا، هتل