Чипсы с миллиардами транзисторов

Чипсы с миллиардами транзисторов

Один из самых успешных долгосрочных тенденций компьютера на основе закона Мура. Закон Мура является замечание о том, что стоимость-эффективность в чипе удваивается элементов каждые 18 месяцев. Он является центральным в развитии компьютерных технологий. Хотя Закон Мура является не физический закон Ньютона, как закон гравитации, он является результатом Мура эмпирические наблюдения, что повышает плотность в цепи появился двойной на регулярной основе.

Однако Существуют технические и физические препятствия, нависшей впереди на закон Мура. Просто, насколько сложными фишек может стать подлежит проблема утечки власти. Чипсы с миллиардами транзистор может течь до 70 Вт, которая создает серьезные проблемы охлаждения.

Кроме того, вполне возможно, что схема аспекта не может получить гораздо меньше, чем нынешние 65 нанометров (нм) без увеличения производственных трудностей. В 2004 году чипсами было массового производства 90-нм интегральных схем (IC), но к 2006 году миграция началась до 65 нм. Изменение от 90 нм до 65 нм разработки правил быстро, так как процесс изготовления требуется немного изменить. Это объясняется тем, что в 1988 году, IBM сфабрикованы мира маленький транзистор в это время с использованием 70 нм дизайна правила. В нем используется источник питания одного вольт вместо пяти вольт и требует азота охлаждения. Сегодня в этих местах эффект транзисторов (FETs) запускать при комнатной температуре.

Точно так же, в конце 2003 года, NEC построил FET с 5 нм ворот длину и IBM построили один на 6 нм ворот. Они N порядок меньше, чем то, что используется в производстве в настоящее время.

Новаторы были также четыре развивающихся eight параллельно к основной микропроцессоров. Работая параллельно, общая пропускная способность процессора значительно возросло, и "четверки" сердечники в настоящее время уже подготовлены на коммерческой основе.

Если мы достигнем физического предела Закон Мура, нам потребуются новые открытия в прорыв явлений, демонстрируя новые доказательства в принципе, такие как 3D фишек и нанотрубками.

3D микросхем использует слои транзисторов формирования высокого роста. Новые технологии могут привести к молекулярной трехмерных вычислений включать нанотрубки, нанотрубки молекулярных вычислений, и самостоятельной сборки нанотрубок в схемах.

Матрица полупроводников, Inc уже здание трехмерных схем с использованием обычных кремниевых литографии. Они изготовления микросхем памяти с вертикально уложены плоскостях.

Углеродные нанотрубки и кремния nanowires может быть очень сильным материалов, металлов или полупроводников с хорошей теплопроводностью. Они могут быть использованы в качестве нано-провода или полевых транзисторов. Углеродные нанотрубки могут быть от 1 до 2 нм в длину, а также значительно снизить потребление энергии.

В 1991 году первые нанотрубки используются шестигранные сеть проката из атомов углерода в баллоне. В демонстрации в Университете Калифорнии в Ирвине Питер Берк, нанотрубки схем на уровне 2,5 гигагерц (ГГц) были оперированы.

Оборона Advanced исследовательских проектов агентства, Национального научного фонда и Управления военно-морских научных исследований, финансируемых исследований в классе молекул, называемых rotaxanes. Они были синтетические, Гантель-образных соединений для логических операций для обеспечения память и маршрутизации сигналов. Важным шагом в обеспечении молекулярный компьютер необходимо, чтобы провода будут расположены в одном направлении, как молекулярные переключатели, и что второй набор проводов приведена в соответствие противоположное. Один слой молекул, rotaxanes, находится на стыке этих проводов.

Альтернативный подход к Фудзио Masuoka, изобретателем флэш-памяти, в память о том, что конструкция уменьшает размеры и стоимость-за-разрядной на коэффициент десять.

Значительный прогресс был также достигнут в области компьютинга, используя всего лишь несколько молекул или одного электрона транзисторов. Ави Авирам от IBM и Марк А. Ратнер из Северо-западного университета предложили этот первый в 1970 году.

С помощью одного электрона в свою очередь, транзистор и выключается бы miniaturize, а также уменьшить власть. Тем не менее, имели место серьезные проблемы из-за их крайней чувствительности к фоновым шумом. Единая электронно-транзисторов может храните как Терабит данных в квадратный сантиметр кремния. Это было бы на два порядка величины улучшением по сравнению с сегодняшней технологией.

Еще один интересный новый чип технологии координатной защелки. Квантовая исследований (ДКС) группа Hewlett Packard продемонстрировала эту технологию, которая не использует транзисторы для обеспечения восстановления сигналом и инверсия требуется для общих вычислений. Экспериментальных защелка является одной проволоки, которая лежит между двумя линиями контроля на молекулярном масштабе соединения. Напряжение на линии контроля позволяет защелки для выполнения нет, и и или операции. Она позволяет развития нанометр устройств и может повысить вычислительные трех порядков.

Хотя мы по-прежнему беспокоятся по поводу долговечности Закон Мура, перспективы нововведений contiues быть очень ярким.

В Подключения: Модели Дискавери модели открытие представлены, что подготовил Закон Мура и книге исследуется вопрос: "Что такое программное обеспечение, эквивалентную Закон Мура?"

Структур задача читателя задуматься о последствиях экстраполяции тенденций, таких, как, каким образом Закон Мура может достичь машина разведки, или урезать в лице физических ограничений.