Для создания сверхпроизводительных компьютеров разработан микроскопический энергонезависимый процессор
Группа ученых из Гарвардского университета разработала очень маленький энергонезависимый процессор. По сути, они сделали большой шаг к созданию сверхпроизводительных компьютеров. Это поможет найти решение закона Мура, согласно которому технологическая производительность компьютеров ограничена.
Вероятно, вы слышали мнение о том, что каждый новый компьютер через два года устаревает. То есть в технологическом смысле отстает на один шаг от своих более новых собратьев. Это утверждение небезосновательно. Более 40 лет тому один из создателей фирмы Intel Гордон Мур вывел несколько закономерностей, которые анализируют и прогнозируют возрастание вычислительных мощностей.
Музей новейшей компьютерной истории
Согласно утверждениям Гордона Мура, мощность компьютеров должна удваиваться примерно каждые 2-3 года. А развитие вычислительных технологий имеет свои ограничения. Таким образом, судя из проведенных расчетов к 2030 году процессоры достигнут мощности человеческого мозга. И на этом развитие электроники может остановиться.
Авторы книги «Искусство самотехники» П. Хоровиц и У. Хилл привели образное сравнение Закона Мура. В соответствии с ним, если бы развитие самолета «Боинг-747» было таким же, как у интегральных микросхем, то самолет облетел бы земной шар 40 раз без дополнительных заправок. В 2007 году Гордон Мур высказал гипотезу о том, что его же закон в скором будущем перестанет работать. Однако Закон Мура действует по сегодняшний день. Компьютеры становятся все совершеннее.
Нанотехнологии будущего
Сегодня эксперты говорят, что современные компьютеры дойдут до верха производительности намного скорее, чем предсказывал Мур. Они считают, что это может произойти уже через 5 лет. Для решения этой проблемы ученые разработали крошечное наноэлектронное устройство «nanoFSM». По размеру эта конструкция меньше человеческой нервной клетки и к тому же имеет очень малое энергопотребление.
Состоит миниатюрное «nanoFSМ» из сотен нанопроводов-транзисторов толщиной в 10 тысяч раз меньше, чем человеческий волос. Эти транзисторы являются энергонезависимыми. Проще говоря, положение «вкл»/«выкл» сохраняется даже при отключении питания. Такая технология позволит не только уменьшить энергопотребление электроники, но также ее производительность и размеры.
Нанопровода-транзисторы это переключатели. Нанопровода изготавливаются из фосфида индия — полупроводникового материала. На крошечной поверхности в 1 миллиметр хранится до 4 миллионов таких наночастиц. Работают нанопровода как антенны: они генерируют электроэнергию. К примеру, солнечный элемент, основанный на этой технологии, значительно эффективнее кремниевых элементов. Транзистор – это электронный полупроводниковый прибор, основные функции которого – усиливать и переключать. Предназначены транзисторы для усиления, генерирования, преобразования электрических сигналов. Проще говоря, транзистор нужен для регулирования силы электрического тока.
На основе этого наноэлектронного процессора команде ученых из Гарварда удалось сконструировать нейронный нанокомпьютер с уникальными возможностями. Кроме того, они теперь могут изготавливать копии «nanoFSМ», используя технологию сборки «снизу-вверх». В то время как для производства современных процессоров используют совершенно иную технологию «сверху-вниз». Новый принцип сборки ученые переняли от умной живой природы – таким образом она строит живые клетки – «снизу-вверх».
В массовое производство миниатюрный энергонезависимый процессор «nanoFSМ» поступит только через 5-10 лет. Именно к тому времени, когда современная электронная техника достигнет своего апогея. Причем применять новое устройство можно будет не только для изготовления компьютеров. Также крошечный «nanoFSМ» может использоваться даже в самых маленьких электронных механизмах: в сенсорах для медицинских аппаратов, роботах-насекомых и многом другом.
