Открытие российских ученых повысит быстродействие компьютеров

МЕНЮ


Искусственный интеллект. Новости
Поиск
Регистрация на сайте
Сбор средств на аренду сервера для ai-news

ТЕМЫ


Новости ИИРазработка ИИРабота разума и сознаниеВнедрение ИИРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информации

Авторизация



RSS


RSS новости

Новостная лента форума ailab.ru

В Курчатовском институте создали материал для электроники будущего

Ученым НИЦ «Курчатовский институт» удалось создать двумерный материал, который можно использовать при разработке электронных устройств. Результаты проекта, выполненного при поддержке Российского научного фонда, опубликованы в престижном научном журнале Nature Communications. Считается, что сегодняшнее развитие вычислительной техники подошло к физическому пределу, не позволяющему дальнейшего уменьшения размеров и увеличения быстродействия процессоров. Ключом к преодолению этого барьера, возможно, станет разработка российских ученых.

Известный закон микроэлектроники, сформулированный в 1965 году одним из основателей корпорации Intel Гордоном Муром, гласит: каждые два года количество транзисторов на единицу площади микросхемы будет удваиваться. Это означало экспоненциальный — стремительный — рост быстродействия компьютеров и объемов электронной памяти. Столь же драматически должны уменьшаться размеры электронных устройств и их цена.

Последние 50 лет закон Мура выполнялся неукоснительно. Но сам же автор закона предупреждал, что этот «праздник» не может продолжаться вечно: рано или поздно миниатюризация упрется в непреодолимый барьер, воздвигнутый фундаментальными законами физики. Начиная со сверхмалых размеров элемента микросхемы — наноразмеров — проявятся квантовые эффекты, и транзисторы попросту не будут работать. Еще раньше проявится проблема скорости передачи данных от транзистора к транзистору: чем их больше, тем больше времени требуется на передачу и обработку информации в целом на микросхеме. Пределом здесь является сама скорость света, с которой передаются электрические сигналы. Другая фундаментальная проблема — необходимость отвода тепла, которого по мере возрастания числа электронных элементов на единицу площади микросхемы выделяется всё больше и больше.

И вот в прошлом году всё та же Intel, по сей день сохраняющая за собой статус флагмана электроники, объявила о кардинальной смене парадигмы.

— Для сохранения прогресса электроники нам придется через четыре-пять лет перейти на совершенно новые, принципиально иные технологии, — заявил руководитель технологического департамента Intel Уильям Холт.

Этих технологий еще нет, но Уильям Холт обозначил главное направление их поиска. Это так называемая спинтроника — электроника, основанная на квантовых свойствах электрона. Если современная электроника базируется на кремниевом транзисторе, способном находиться в одном из двух состояний — ноль или единица, — то в будущей спинтронике ноль и единица задаются так называемым спином электрона, его квантовым состоянием, которое в определенных условиях тоже может принимать ровно одно из двух значений.

Спинтроника сулит не только дальнейшее уменьшение размеров электронных приборов, но и невероятное снижение их энергопотребления: переворот спина электрона в отличие от переключения кремниевого транзистора практически не требует энергии. Поэтому приборы новой электроники почти не будут греться, и, соответственно, инженерам не придется заботиться о постоянном охлаждении.

Главная задача на этом пути — найти, создать такой спинтронный материал, который позволил бы безболезненно интегрировать новую технологию в существующую кремниевую электронику.

— В заводы по производству кремниевых микросхем по всему миру вложены сотни миллиардов долларов, и никто не готов отказаться от этих инвестиций, — рассказал «Известиям» руководитель лаборатории новых элементов наноэлектроники Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий доктор физико-математических наук, профессор Вячеслав Сторчак. — Спинтроника должна будет входить на рынок постепенно, долгое время сосуществуя со старыми технологиями и элементной базой.

Ученые Курчатовского института создали именно такой материал, который позволит интегрировать спинтронику с кремниевой технологией. Он относится к классу двумерных материалов. Созданный курчатовскими физиками уникальный материал представляет собой тончайшую пленку магнита толщиной от одного до нескольких атомных слоев, позволяющего выстроить спины электронов в одном направлении и реализовать на его основе спинтронную технологию.

По оценке Вячеслава Сторчака, переход электроники на спинтронные технологии займет около двадцати лет. Но уже сейчас можно полагать, что процесс уменьшения размеров электронных устройств и увеличения их быстродействия продолжится, несмотря на предстоящее столкновение с физическими барьерами.

Поделиться:


Источник: iz.ru



Поддержи проект ai-news рублем. Машины верят в тебя! >>



Комментарии: