Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах
IDG  •  PC World  •  Computerworld  •  CIO  •  CFO  •  Networkworld  •  Дискусии  •  Кариерна зона  •  Събития
COMPUTERWORLD | Наука и техника
24 апр
2017
 
 

Учени направиха микропроцесор от гъвкави материали

Еднобитовият микропроцесор има само 4 инструкции, но отваря пътя към по-гъвкава електроника

1428 прочитания, 0 коментара

Учени са създали примитивен микропроцесор от двумерен материал, подобен на графен – гъвкавият проводим материал, който някои смятат, че ще революционизира дизайна и производството на батерии, сензори и чипове.

Само със 115 транзистора този процесор едва ли ще постигне високи резултати при бенчмарк тестовете, но това е „първа стъпка към развитието на микропроцесори, базирани на двумерни полупроводници“, обясняват пред сп. Nature учените от Виенския технически университет.

Този чип на IBM е направен от графен, но за гъвкави чипове могат да бъдат използвани и други двумерни материали. Снимка: IBM

Прочетете още: Учен предлага изоставяне на Закона на Мур с цел прогрес на компютрите

Предимство на двумерните материали е тяхната гъвкавост, което означава, че могат да бъдат вградени по-лесно в носима електроника или свързани датчици, като потенциално те стават по-трудни за чупене – представете си смартфон, който се сгъва ако го изпуснете, вместо да се счупи.

Днешните полупроводници и екрани вече са доста тънки, но те все още разчитат на тримерни физически характеристики на материалите, които се използват за направата им. Ако сгънете силициева пластина, тя ще се счупи. Но 2D материалите като графенът или преходният метал дихалкогенид (TMD), използвани от учените от Виена, са наистина двумерни, направени са с кристали от само един слой с дебелина няколко атома или молекули, което им позволява да се сгъват.

TMD са сплави, съставени от преходни метали (парамагнетици) като молибден или волфрам и халогенен елемент (типично се ползва сяра, селен или телур, макар че кислородът също е халоген, дори всички споменати химични елементи са част от т.нар. кислородна група). Подобно на графена те се създават в слоеве, но за разлика от графена, който провежда електричество като метал, те са полупроводници, а това е великолепна новина за проектантите на гъвкави чипове.

Стефан Вахтер, Дмитри Полюшкин и Томас Мюлер от Института по фотоника. Снимка: TU Wien

Стефан Вахтер, Дмитри Полюшкин и Томас Мюлер от Института по фотоника, работят заедно с Оле Бетге от Института по твърдотелна електроника във Виена, са решили да използват молибденов дисулфид за изграждането на своя микропроцесор.

Те са поставили слоеве с дебелина 2 молекули върху силициева подложка, ецвали са отгоре схемата с пътечките, разделени от слой алуминиев окис.

„Подложката няма друга функция освен да действа като преносна среда и може да бъде заменена от стъкло или друг материал, включително гъвкави подложки“, пишат те.

Наскоро микропроцесори на Intel, работещи с данни в 64-битови „думи“, успя да разбере стотици или дори хиляди различни инструкции, в зависимост от това как ги броите, като те съдържат стотици милиони транзистори.

За разлика от този на Intel микропроцесорът, създаден от учените, е способен да работи едновременно с данни само 1 бит, използвайки набор от 4 инструкции (NOP, LDA, AND и OR), като пътечките, използвани за целта, са по 2 микрона, или 100 пъти по-големи от тези, които има в най-новите микропроцесори на Intel и ARM.

С още малко развойна дейност сложността на микропроцесора може да бъде увеличена, а размерът му намален, казват учените. Те нарочно са избрали по-голям размер на своя производствен процес, за да намалят ефекта от дупките, пропуските и замърсяването на молибденовия дисулфиден филм и да улеснят проверката на резултатите с оптичен микроскоп.

“Не виждаме никакви подводни камъни, които да ни попречат да мащабираме нашата 1-битова схема до мултибитови данни“, твърдят, като единственото предизвикателство, стоящо пред субмилиметровото производство, е намаляване на съпротивлението на контактите.

Това не означава, че ще бъде лесно. Въпреки че производственият добив на ниво субединици е висок - около 80% от аритметично-логическите единици са напълно функционални, техният „нетолерантен“ към грешките дизайн означава, че само няколко процента от завършените устройства работят правилно.

Производителите на търговски микропроцесори се справят с проблемите с „производствения добив“, като правят дизайна на чиповете си модулен, а след ги тества при различни скорости. Чиповете, които работят при по-високи тактови честоти, „получават“ по-високи цени, а сгрешените подкомпоненти се премахват изцяло, а получените чипове, които иначе също разполагат с цялата функционалност, се продават като модели с по-ниски спецификации.

Над Intel му трябваха 46 години, за да стигне от 4004, 4-битов централен процесор с 46 инструкции, до най-новото превъплъщение на архитектурата x86 - Kaby Lake. Оттогава цялата индустрия се учи на микропроизводство, но напредъкът при гъвкавите полупроводници може да е малко по-бърз.

IDG News Service

НАЙ-НОВИ НАЙ-ЧЕТЕНИ ПРЕПОРЪЧАНИ
ТОП100 НА ТЕХНОЛОГИЧНИТЕ КОМПАНИИ

Фирмите представят
Успешни внедрявания в малки и средни компании

Успешни внедрявания в малки и средни компании

Практически опит от ERP проекта в „ЕрДжи Консулт“ ЕООД

Слайдшоу
ИНТЕРВЮ
Тод Англин, Progress:  София има страхотна общност от софтуерни разработчициТод Англин, Progress: София има страхотна общност от софтуерни разработчици

Конференцията DevReach се завръща в София, има месец до събитието, а всички билети вече са разпродадени, коментира главният евангелист на Progress.

ПРИЛОЖЕНИЯ
АНКЕТА

Какво мислите за FireFox OS?

Информация за Вас