Dominový čip

Nanotechnologie od IBM Výzkumníci firmy IBM učinili první krok ke zcela nové koncepci procesorů. Pokud jejich princip "...


Nanotechnologie od IBM
Výzkumníci firmy IBM učinili první krok ke zcela nové koncepci procesorů. Pokud
jejich princip "molekulárních kaskád" najde uplatnění v praxi, budou se během
10 až 15 let logické prvky na čipech měřit v nanometrech.
Současné polovodičové procesory jsou založeny na "přesouvání" elektronů pevnou
látkou. Nový princip oproti tomu přesouvá z jednoho místa na druhé celé
molekuly.

Jedovatý procesor
Každý prvek prototypu nového procesoru je tvořen molekulami oxidu uhelnatého
rozloženými na podkladové měděné mřížce v konkrétním obrazci. Potom stačí
postrčit molekuly na vstupech, abyste na principu efektu domina získali na
výstupech výsledek.
Stojící kámen domina je považován za logickou nulu, zatímco povalený za
logickou jedničku. Vědci z IBM tuto konfiguraci přirovnávají k rozložení
tenisových míčků na platu na vajíčka. Míčky jsou příliš velké na to, aby pevně
usedly do jamek, takže stačí jen slabý impuls k tomu, aby se přesunuly do
sousední jamky, ze které vytlačí svého předchůdce to vše v měřítku nanometrů.
Oka měděné mřížky jsou velká jen 0,25 nm a molekulární kaskáda se 3 vstupy a 3
výstupy se díky tomu vejde na plochu 204 čtverečních nanometrů (12 x 17 nm),
zatímco při využití nejmodernějších křemíkových prvků je potřeba plocha
přesahující 50 čtverečních mikrometrů, tedy větší zhruba čtvrtmilionkrát.

Hradla
Protože příprava logických prvků je poměrně náročná, první pokusy probíhaly se
skutečnými kameny domina. Díky nim také výzkumníci prozatím vytvořili hradla
"OR" a "AND", na ostatních možnostech pracují. Molekulární kaskády si vyžádaly
ještě další dvě speciální hradla "rozvětvení" (umožňuje rozvést logický signál
do více větví) a "překřížení" (pracuje na principu mimoúrovňové křižovatky).
Nejjednodušším hradlem je "OR", které si lze představit jako dvě řady domina
sbíhající se v jednu. Potom stačí, aby byla povalena první kostka v kterékoli z
větví, a na výstupu dostanete 1. I když testovací vzorek je prozatím malý
(zhruba 10 000 pokusů), molekulární kaskády se údajně vyznačují stoprocentní
spolehlivostí.

Problémy trvají
Aby mohl být princip molekulárních kaskád uplatněn v praxi, musí se ještě
vypořádat s několika podstatnými problémy. Použité prvky mají požadované
vlastnosti pouze ve vakuu a při teplotách kolem 6 K. K sestavení molekul do
patřičných obrazců je potřebný rastrovací mikroskop, kterým se jednotlivé
"kameny" umisťují jednotlivě. Kvůli tomu zabere celý proces u složitějších
hradel i několik hodin. Jde tedy o jednorázový a prozatím i nevratný proces.
Přes to všechno je však možno říct, že byl učiněn další významný krok směrem k
nanotechnologiím blízké budoucnosti. V další fázi se vědci z IBM hodlají
soustředit na využití látek, které by nebyly jedovaté a při běžných teplotách
se vyskytovaly v pevném skupenství.
Podrobnější informace vysvětlující principy "kulečníkového" fungování logického
hradla jsou k dispozici na adrese http://www.
research.ibm.com/resources/news/20021024_cascade.shtml.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.