První programovatelný procesor z uhlíkových nanotrubic je na světě. Přináší technologie s trojrozměrnou konstrukcí

  • Vědci vytvořili první programovatelný procesor z uhlíkových nanotrubic
  • Jedná se o 16bitový čip s 15 tisíci tranzistory
  • Nová technologie umožní snadnější výrobu trojrozměrné konstrukce a spojení v čipu

Vědci z Analog Devices a MIT představili první programovatelný procesor, který je vyroben pomocí uhlíkových nanotrubic. Jedná se o velký skok z pohledu technologie i architektury a otevírá to nové možnosti, kam se může posouvat vylepšování čipů, které používáme v elektronických zařízeních.

Uhlíkové nanotrubice jsou vytvořené z uhlíku a pyšní se mnoha výjimečnými vlastnosti. V rámci jejich rozměrů, které jsou v průměru od 1 nm až 100 nm poskytují výborné vodivé vlastnosti s minimálním odporem. A právě to je důležité v elektronice, obzvláště se současnou miniaturizací. Uhlíkové nanotrubice použité pro stavbu procesoru mají ale i další výhody.

RV16X-NANO: milník s architekturou RISC-V

Nový procesor z uhlíkových nanotrubic nese označení RV16X-NANO a jedná se o 16bitový čip (zpracuje 16bitová data a 32bitové instrukce) s logikou CMOS, který je tvořen celkem 15 tisíci tranzistory. Vědci při jeho vývoji vsadili už na novou open source architekturu RISC-V, od které se do budoucna čeká velká revoluce v čipech z pohledu byznysu a licencí, protože je zcela zdarma. Například ARM funguje na bázi licenčních poplatků a je to pro něj přímá hrozba.

Klepněte pro větší obrázek
Detail struktury čipu z uhlákových nanotrubic

Procesor je oproti minulým pokusům velkým skokem vpřed, protože v roce 2013 vědci dokázali vyrobit z uhlíkových nanotrubic pouze jednobitový čip s 178 tranzistory.

Technologie uhlíkových nanotrubic přináší mnohem snazší výrobu vícevrstvých konstrukcí a propojení, což je důležité do budoucna. Je to navíc i vlastnost, díky které by mohl výkon čipů z uhlíkových nanotrubic velmi rychle dohnat a rovněž předehnat současné čipy vyrobené z křemíku.

Výzvy při výrobě

Aby se vědcům podařilo tento čip vyrobit, čekalo je několik těžkých úkolů. Prvním bylo rovnoměrné rozložení uhlákových nanotrubic na křemíkovém waferu. Aby bylo možné vytvořit tranzistory, nesměly nikde vznikat shluky nanotrubic. To se podařilo vyřešit pomocí nástřiku nanotrubic speciální fotorezistivní sloučeninou, která byla posléze očištěna a vzala s sebou i nechtěné shluky nanotrubic.

Klepněte pro větší obrázek
K výrobě se používaíjí stejné postupy jako u křemíkových čipů

Dalším problémem byla čistota uhlíkových nanotrubic, protože tranzistory z uhlíkových nanotrubic jsou ve formě kovu a polovodičů. Pro použití v logických branách je ale nutné používat pouze polovodičový druh. V rámci běžné komerční výroby lze získat polovodičové uhlíkové nanotrubice s čistotou 99,99 % a zbylých 0,01 pak tvoří zmíněné kovové formy. Aby bylo možné vyrobit funkční procesor typu RV16X-NANO, musela by se čistota pohybovat v řádu 99,999999 %. Aby vědci obešli tento problém, přizpůsobili architekturu logických bran tak, aby se snížil šum signálu vytvořený zmíněnou nečistotou.

Třetím průlomem, který umožnil stavbu takového čipu, byla efektivní výroba dvou typů tranzistorů pro CMOS logiku - NMOS a PMOS tranzistorů. Řešením bylo elektrostatické obohacování nanotrubic.

Na trhu do pěti let

Cílem jsou nejen další optimalizace, ale především přechod na hromadnou výrobu. S tím teď týmu pomáhá i program od americké DARPA, díky kterému mají přístup ke klasické lince na výrobu křemíkových čipů.

Klepněte pro větší obrázek

Současný prototyp podporuje řadu instrukcí a zvládne zpracovat základní program Hello World. Samotný návrh procesoru a výrobní metodologie má aktuálně přes 70 stránek.  Podle odhadů vědců se prvních procesorů z uhlíkových nanotrubic, které budou v prodeji, dočkáme do pět let.

Diskuze (19) Další článek: AMD dokázalo v tržním podílu grafických čipů po pěti letech překonat Nvidii

Témata článku: Technologie, Věda, Budoucnost, Výzkum, Procesory, Čipy, Architektura, Nanotechnologie, Moorův zákon, ARM, Tranzistory, IMG, Hello World, Konstrukce, Křemíkový čip, Analog Devices, SVE, Výroba, Nástřik, Pro, Čistota, MIT, Čip, Tranzistor, Technolog, Procesory na Heureka.cz



Bude to o prsa. Facebook a Instagram pořád neví, kdy jsou zobrazené bradavky porno

Bude to o prsa. Facebook a Instagram pořád neví, kdy jsou zobrazené bradavky porno

**Meta má zjednodušit pravidla a být ke všem spravedlivá **Facebook s Instagram věnují samostatný odstavec bradavkám **Pravidla ale neřeší nebinární, transsexuální a intersexuální osoby

Petr Urban
InstagramFacebookSociální sítě
Zázrak na zápěstí. Jak fungují zdravotní senzory v chytrých hodinkách

Zázrak na zápěstí. Jak fungují zdravotní senzory v chytrých hodinkách

Díky pokročilé miniaturizaci, a především práci s daty včetně strojového učení mohou sloužit hodinky i pro sledování zdravotních funkcí. Základní principy senzorů jsou přitom často obdobné jako u profesionálních zařízení.

Stanislav Janů
ZdravíBiometrieHodinky
Všichni žijeme v Bublině. Je velká 1000 světelných let a magnetizovaná

Všichni žijeme v Bublině. Je velká 1000 světelných let a magnetizovaná

** O bublinách v galaxiích toho víme jen velmi málo ** Theo O’Neill a jeho kolegové se to snaží zlepšit ** Zmapovali magnetická pole naší Lokální Bubliny

Stanislav Mihulka
Astronomie
Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

Na povrchu Měsíce je tolik kyslíku, že by stačil pro lidstvo na 100 tisíc let

** Lidstvo se připravuje na kolonizaci Měsíce ** Jednou ze základních surovin, bez nichž se na naší přirozené družici neobejdeme, je nepochybně kyslík ** Kde ho vzít?

Stanislav Mihulka
KolonizaceMěsícO2
Pět důvodů, proč si nekupovat bezdrátová Bluetooth sluchátka. A dva důležité, proč ano

Pět důvodů, proč si nekupovat bezdrátová Bluetooth sluchátka. A dva důležité, proč ano

Bezdrátová sluchátka jsou skvělá. Ale mají i spoustu nevýhod, o kterých byste měli vědět a připravit se na ně.

Jaromír Puk
Sluchátka
U filipínského ostrova Luzon se na obloze objevilo něco neznámého. Mohla by to být nová čínská vzducholoď

U filipínského ostrova Luzon se na obloze objevilo něco neznámého. Mohla by to být nová čínská vzducholoď

** Na internetu se objevily snímky něčeho, co by mohla být vzducholoď určená k dlouhodobým letům ve velkých výškách ** Tento objekt se pohyboval v blízkosti západního pobřeží filipínského ostrova Luzon ** Vzhledem k okolnostem by mohlo jít o moderní čínskou vojenskou vzducholoď

Stanislav Mihulka
VzducholoďVojenství