החוקרים יכולים לשלוח את הטרניזסטורים בדרכם של שפופרות הואקום בדיוק בזמן שבו תפנה טכנולוגית הסיליקון את הבמה, בעוד כעשור
אבי בליזובסקי
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/nanohp030205.html
HP הכריזה כי חוקרים מטעמה הוכיחו כי הטכנולוגיה שהמציאו עשויה להחליף את הטרזיסטור – אבן הבניין הבסיסית של המחשבים בחצי המאה האחרונה – ולהוביל לדרך חדשה לבניית מחשבים בעתיד.
במאמר שפורסם ביום שלישי השבוע בכתב העת אפלייד פיזיקס, העלו שלושה חברים מקבוצת Quantum Science Research (QSR) של HP, וגם הדגימו משקוף בריח (crossbar latch), המספק את שחזור האותות ואת ההיפוך הדרוש למיחשוב כללי בלי צורך בטרנזיסטורים. הטכנולוגיה יכולה לשמש לבניית מחשבים מהירים פי מאות אלפים מהמחשבים המהירים ביותר הקיימים היום.
“אנחנו ממציאים מחדש את המחשב ברמה המולקולרית” אומר סטאן וויליאמס, עמית בכיר ב-HP ומנהל קבוצת ה-QSR, ואחד ממחברי המאמר. “ה-משקוף-בריח מספק מרכיב חשוב הדרוש לבניית מחשב המשתמש ברכיבים בקנה מידה ננומטרי זולים יחסית וקלים לבניה.”
אנשי קבוצת ה-QSR עובדים על פיתוח רכיבים אלקטרוניים בקנה מידה ננומטרי שישמש התוסף הראשון, ואולי לימים גם יחליף את טכנולוגית הסיליקון, שעלולה להגיע לקצה גבול היכולת הפיסית בעוד כעשור. בנוסף לחקר העקרונות הבסיסיים של מיחשוב בקנה מידה מולקולרי, קבוצת ה-QSR גם בוחנת את ההיבטים הארכיקטוניים וכן אמורה לקבוע כיצד ניתן יהיה לייצר רכיבים זעירים אלה – שאלפים מהם יוכלו לנכנס לקוטרה של שערת אדם במחיר זול ובייצור המוני.
ההדגמה הנסיונית של הבריח כללה חוט אחד הפועל כמו פס להעברת האותות, שנחצה בידי שני קווי בקרה וצמתים שבהם יש מתגים ננומטריים המופעלים באמצעות חשמל. באמצעות אספקת סדרת דחפים חשמליים, הבריח מבצע את הפעולה הלוגית NOT, שביחד עם AND ו-OR, היא אחת משלושת הפעולות הבסיסיות המרכיבות ביחד את הלוגיקה של המעגל ואשר חיוניות למיחשוב כללי. בנוסף, התאפשר לשקם את הרמה הלוגית במעגל לרמה הוולטאז'ית האידאלית שלו, שתאפשר למתכנן לקשור שערים פשוטים רבים ביחד וליצור רכיבים.
מעגלים סטנדרטיים של מוליכים למחצה דורשים טרזיסטורים תלת ממדיים כדי לבצע את פעולת NOT ולספק אותות בתמורה. ואולם, נהוג להאמין כי לא ניתן יהיה לכווץ את הטרנזיסטורים לגודל של כמה ננומטרים ושיישארו פעילים. “הטרנזיסטורים ימשיכו לשמש בשנים הבאות במעגלי סיליקון קונבנציונליים.” אומר פיל קוקס (Kuekes), ארכיטקט מיחשוב בכיר ב-QSR, ועוד אחד ממחברי המאמר. “ואולם יום אחד, הם יוכלו להחליף את הטרנזיסטורים במחשבים, בדיוק כפי שהטרנזיסטורים החליפו את שפופרות הריק ושפופורות הריק החליפו הממסרים האלקטרומגנטיים שקדמו להם.”
קוקס רשם בעבר את הפטנט על ה- crossbar latch (פטנט ארה”ב מס' 6,586,965) ביולי 2003, והמאמר באפלייד פיזיקס שכותרותו ה- crossbar latch: איחסון ערכים לוגיים, שיחזור והיפוך במעגלי משקוף.” מדגים את היישומיות של הטכנולוגיה. דאנקן סטיוארט, מדען ב-QSR והמחבר השלישי של המאמר, ביצע את מרבית הניסויים שהוכיחו כי המכשיר אכן פועל. המאמר עבר כמובן סקירה של עמיתים אנונימיים כמקובל במאמרים מדעיים.
“הוכחנו בעבר כי אנחנו יכולים לבנות רכיבים בעלי זכרון פועל עם צמתים בקנה מידה ננומטרי המבצעים פעולות לוגיות פשוטות כמו AND ו-OR” אמר סיוארט. “עם הבריח יש לנו כעת את הרכיב הבסיסי האחרון הדרוש לביצוע צעדי עיבודים רבים הדרושים לביצוע מיחשוב שימושי ברמה הננומטרית.”
המחקר גם נתמך בחלקו בידי Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), הגוף שהיה אחראי על פיתוח האינטרנט בראשית דרכה.
ידען ננו טכנולוגיה
לידיעה בנושא בבי.בי.סי
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~73793112~~~57&SiteName=hayadan
