Harvardi ülikoolis koostööd tegevad teadlased ja insenerid ning firma MITRE Corporation töötasid välja ning demonstreerisid hiljuti maailma esimest programmeeritavat nanoprotsessorit.
Läbimurdeline arvutisüsteemi prototüüp on suureks sammuks edasi keerukamate, sünteesitud nanomeetrilises skaalas komponentidest kokku pandavate arvutisüsteemide suunas.
Samuti on see edasiarengu märgiks seetõttu, et neid üliväikseid nanoskeeme saab elektrooniliselt programmeerida täitma suurel hulgal põhilisi aritmeetilisi ja loogikafunktsioone, kirjutab physorg.com.
See on skaneeriva elektronmikroskoobiga tehtud valevärvides pilt skemaatilisele nanoprotsessorskeemile kantud programmeeritavast nanoprotsessorist. Pilt: Charles M. Lieber, Harvard University
,,See uurimus kvanthüpe alt-üles ehitatud skeemide keerukuse ja funktsionaalsuse suunas ning demonstreerib seega et see alt-üles lähenemine, mis on praegu tööstuses toodetavate skeemide valmistamise viisist erineva, võib meid viia tuleviku nanoprotsessorite ja teiste integreeritud süsteemideni,” sõnas uurimuse peamine läbiviija Charles M. Lieber.
Kogu uurimus sai võimalikuks tänu nanojuhtmeid moodustavate ehituskivide disaini ja sünteesi edasiarengutele. Need nanojuhtmetest komponendid demonstreerivad seda taastootmisvõimet, mida funktsionaalsete elektroonikaskeemide valmistamiseks vaja on ning teevad seda selliste suuruste ja materjali keerukuste juures, kus traditsiooniline ülevalt-alla lähenemine raskendatud on.
Lisaks on plaaditud struktuur täielikult skaleeritav, võimaldades suuremate ja veel funktsionaalsemate nanoprotsessorite koostamist.
,,Viimase 10 kuni 15 aasta jooksul on nanojuhtmete, süsinik-nanotorude ja teiste nanostruktuuridega töötavatel teadlastel olnud raskusi ka kõige põhilisemate elektrooniliste skeemide valmistamisel, seda põhiliselt üksikute nanostruktuuride omaduste varieeruvuse tõttu,” seletas Lieber. ,,Me näitasime et selle takistuse saab nüüd ületada. Me oleme vaimustunud bioloogiast tuntud alt-üles lahenduse kasutamisest tuleviku elektroonikaseadmete valmistamisel.”
Saavutuse lisaplussiks on fakt, et nanoprotsessori vooluringid kasutavad töötades väga vähe energiat, seda isegi oma väiksuse kohta, sest nende nanojuhtmetest komponendid sisaldavad transistorlüliteid, mis pole “lenduvad.”
See tähendab, et erinevalt tavapäraste mikroarvutite vooluringide transistoritest ei vaja nanojuhtmete transistorid pärast programmeerimist elektrienergia ja mälu säilitamiseks lisakulusid.
,,Oma väiksete mõõtmete ning madalate energianõudmiste tõttu on need uued nanoprotsessor-skeemid ehituskivideks, milleka saab kontrollida ja võimaldada täiesti uut klassi väiksemaid, kergemaid elektroonilisi sensoreid ja tarbijarakendusi,” sõnas kaasautor Shamik Das, MITRE Nanosystems Group’i peainsener.
,,See uus nanoprotsessor on suureks sammuks 50 aastat tagasi füüsiku Richard Feynmani poolt välja öeldud nanoarvutite visiooni täitmisel,” lausus James Ellenbogen, MITRE teadlane.
Teadusartikkel “Programmable nanowire circuits for nanoprocessors“