Собран нанокомпьютер, нарушающий закон Мура

Согласно закону Мура, плотность упаковки транзисторов в чипе и вычислительная мощность удваиваются каждые два года. Считается, что предел плотности современных электронных устройств будет достигнут менее чем через десять лет. И тогда дальнейшее повышение быстродействия будет возможно только путем перехода от транзисторов к принципиально новым компонентам наноэлектроники.

Группа ученых из Гарвардского университета и корпорации MITRE под руководством профессора химии Чарльза Либера (Charles Lieber) построили сверхмалую вычислительную систему, функционирующую вне закона Мура. На сегодняшний день это самая плотная наноэлектронная система размером с нейрон человека и крайне низким электропотреблением.

Устройство под названием nanoFSM (nanoelectronic finite-state machine) собран из сотен нанопроводов-транзисторов толщиной 15 нм, выполненных из германия. Провода покрыты кремнием, собраны в цепи и размещены параллельно на мини-плитках из диоксида кремния. Эти плитки снабжены сетью контактов, выполненных из золота и хрома, и проводят электрический импульс по всему компьютеру, обеспечивая обработку сигналов и выполнение вычислительных процессов. В отличие от современных схем, в новой системе использована сборка снизу вверх (bottom-up), когда крупная конструкция создается из мельчайших составляющих и по одному макету одновременно производится несколько копий nanoFSM.

Новый чип построен из 180 нано-транзисторов на трех плитках: одна предназначена для выполнения базовых математических операций, две другие — для хранения, по одному биту информации. Таким образом, чип представляет собой 2-битный сумматор. Естественно, это самый примитивный процессор, но ученые считают, что его достаточно просто нарастить за счет добавления нано-транзисторов на большую по размеру сеть контактов. А из 4-х плиток можно скомпоновать уже 4-битный сумматор.

По мнению разработчиков, мини-процессоры такого типа могут использоваться для создания биомедицинских датчиков, микро-имплантатов, мини-роботов, и, конечно, применяться в гибкой потребительской электронике.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365