Науковці створили найбільший комп'ютерний чіп із карбонових нанотрубок — згорнених листків графену завтовшки в один атом, які здатні проводити супершвидкі електричні імпульси.
Карбонові нанотрубки — згорнені листки з одноатомного шару шестигранних вуглецевих структур.
Дослідники сподіваються використати карбонові нанотрубки у майбутніх комп'ютерах, адже вони проводять електричні розряди значно краще, ніж кремнієві. Досі інженерам вдавалося збільшувати швидкість та потужність звичайних кремнієвих комп'ютерних процесорів, зменшуючи розмір транзисторів, утім щодо цього вже майже досягнуто фізичного ліміту.
Перший комп'ютер із карбонових нанотрубок (КНТ), створений ще в 2013 році, містив лише кілька сотень транзисторів. Процесор, який описали минулого тижня у статті в Nature, має вже 14 тисяч транзисторів. "Це дослідження є великим кроком уперед, що наближає нас до комерційного чіпа", — вважає Янань Сунь, фізик із Університету Цзяотун в Шанхаї, який не брав участі в дослідженні.
Названий RV16X-NANO, пристрій ще далекий від сучасних центральних процесорів, однак йому вдалося виконати програму, яку написали дослідники, — вивести повідомлення: “Привіт, світе! Я — RV16XNano, зроблений із КНТ”. (Виведення повідомлення "Привіт, світе" — це приклад найпростішої комп'ютерної програми, яку часто використовують під час навчання основ програмування, — прим. перекл.)
Щоби створити чіп, команді довелося подолати кілька важливих викликів, пов'язаних із використанням карбонових нанотрубок в електроніці. Задум дослідників полягав у тому, щоби зменшити природні дефекти в трубках, через які вони перетворюються в метал і втрачають напівпровідникові властивості, які потрібні, щоб вони могли функціонувати як транзистори. Процесор також інтегрував два типи транзисторів, які мають ключове значення для сучасних комп'ютерних мікросхем.
Згідно з теорією, карбоновий процесор має бути вдесятеро ефективнішим, ніж кремнієвий: він повинен працювати втричі швидше і при цьому використовувати в три рази менше енергії, — стверджує головний автор дослідження, фізик із МІТ Макс Шулакер. Пристрій, який створила його команда, однак, наразі працює повільніше, ніж його кремнієвий аналог. Проте технологію швидко удосконалюють. "Найважливіше те, що ці технології цілком сумісні з наявними конструкторськими підходами і виробничими потужностями", — додає Шулакер.
Elizabeth Gibney
Biggest carbon-nanotube chip yet says ‘Hello, World!’
Nature, 28.08.2019
Зреферував Є. Л.