MOBIL.sk MOBIL.sk

Vedci vyvinuli úplne nový typ uhlíkového procesora prostredníctvom nanotechnológií
zdroj: MOBIL.sk

Vedci vyvinuli úplne nový typ uhlíkového procesora prostredníctvom nanotechnológií

Nie je žiadnym tajomstvom, že moderné procesory narážajú na limity materiálov, z ktorých sú vytvorené. Vedci sa teda snažia nájsť inú alternatívu, aby mohol vývoj aj naďalej napredovať.

V súčasnosti je základným stavebným materiálom čipov kremík. Ide o pevný kryštalický materiál, ktorý má vysokú teplotu tavenia (1414 °C) a varu (3265 °C), takže je v pozemských podmienkach veľmi stabilný. Zároveň ide o veľmi rozšírený prvok na Zemi. Až 28 % zemskej kôry je tvorenej práve kremíkom.

Polovodiče sa teda v minulosti začali vyrábať práve na báze kremíka. Hneď v začiatkoch bolo jasné, že výkon polovodičových procesorov bude narastať veľmi rýchlo. Už v roku 1965 však spoluzakladateľ firmy Intel Gordon E. Moore sformuloval tzv. Moorov zákon. Išlo o predpoklad, že každý rok bude dochádzať k zdojnásobeniu počtu komponentov na rovnakej ploche čipu a že tento stav potrvá dekádu. V roku 1975 však Intel tvrdenie zrevidoval a predpoveď upravil na každé dva roky. Postupom času ale došlo k ešte väčšiemu spomaleniu vývoja.

graphene grafen
wikimedia.org

Moorov zákon vníma bežný používateľ ako výrobnú technológiu, ktorej úroveň sa udáva v nanometroch. Kým v minulosti sa čipy vyrábali 350 nanometrovým, 180 nanometrovým či 65 nanometrovým postupom, momentálne sa v moderných procesoroch používa 10 nanometrová alebo 7 nanometrová technológia a výrobcovia sa pripravujú na pokročilejšiu 5 nm technológiu. Čím menšie je toto číslo, tým menšie sú tranzistory a tým viac sa ich zmestí na určitú plochu, čo má za následok väčší výkon a väčšiu energetickú efektivitu.

Moorov zákon však v poslednej dekáde už neplatí tak úplne. Mikroskopické tranzistory je veľmi zložité vyrobiť a vývoj stále menších a mensích tranzistorov je čoraz viac obtiažnejší. Nedovoľujú to totiž vlastnosti kremíka, na ktorom sú polovodiče založené. Preto sa vedci už pred rokmi začali obzerať po inom materiáli, ktorý by tento problém vyplývajúci z fyzikálnych vlastností kremíka vyriešil. A zdá sa, že ho našli.

Veľmi sľubným materiálom je uhlík. Vedci z MIT jednoducho použili uhlík na vytvorenie drobných nanotrubíc, ktoré majú hrúbku steny iba jeden atóm. Pomocou nich zostavili 16-bitový mikroprocesor. Ten nazvali RV16X-NANO. "Táto práca je mimoriadne vzrušujúca, pretože uhlíkové nanorúrky sú jednou z najsľubnejších náhrad počítačov budúcnosti založených na kremíku," hovorí autor štúdie.

Ukážka toho, ako sa v priebehu času výrobný proces kremíkových polovodičov vylepšoval

Comparison semiconductor process nodes.svg
Autor: CmgleeVlastné dielo, CC BY-SA 3.0, Odkaz

Nový procesor sa síce svojim výkonom zatiaľ nevyrovná tým súčasným bežne dostupným (jeho výkon postačoval na zobrazenie anglického ekvivalentu správ "ahoj svet"), ale keď zoberieme do úvahy, že len v roku 2013 sa vedcom podarilo vyrobiť prvú uhlíkovú nanorúrk a dnes je z nich zostavený prvý prvý funkčný procesor, ide o naozaj veľkú vec. Uhlík sa tiež používa pri 2D materiále menom Grafén, ktorý je tiež tvorený úhlíkom o hrúbke jedného atómu a vedci mu sľubujú veľkú budúcnosť.

Výroba tranzisorov na báze uhlíka je dnes iba v plienkach, ale vývoj napreduje a to je dobre. Zároveň sme so súčasnými technológiami schopní posúvať sa vo vývoji oveľa rýchlejšie, čo značí, že o dekádu či dve by sme tu mohli mať doslova revolúciu revolúciu.

Najnovšie z kategórie: Lifestyle

Pozri viac

Odporúčame

Fun rádio