 |
Модели Intel Core i3, Core i5 и Core i7обеспечивают существенное повышение общей производительности компьютерных систем, а также графической обработки
|
|
|
|
ТЕХНОЛОГИИ НА СТЫКЕ НАУК
Молекулярная электроника
Электроника, биомолекулярная иначе молетроника; молекулярная электроника; нанобиоэлектроника (англ. biomolecular electronics или molecular electronics) — область науки, лежащая на стыке электроники и нанотехнологий, в которой биомолекулы и реализованные в них принципы обработки информации и передачи энергии используются для создания элементов электронных устройств.
На протяжении многих десятилетий молекулы и молекулярные комплексы с их дискретными уровнями энергии и возможностью переключать молекулярную систему из одного состояния в другое являются прообразом идеальной элементной базы вычислительных устройств. По сравнению с полупроводниковой элементной базой молекулярные элементы могут обеспечить:
· более высокую степень интеграции;
· значительно меньшие энергии переключения;
· более высокую стабильность схем по отношению к проникающей радиации, в особенности для схем высокой степени интеграции.
Молекулярная элементная база сможет привести к принципиально новым возможностям, таким, как:
· полная идентичность молекулярных элементов, характеристики которых не подвержены разбросу из-за неминуемых технологических погрешностей;
· свободные от шумов одноэлектронные процессы;
· специфические молекулярные процессы передачи сигнала, которые могут позволить создавать логически более сложные исходные элементы.
Трехмерная архитектура совместно с молекулярными размерами должны увеличить на несколько порядков производительность вычислений. Однако должны быть преодолены технические барьеры, которые ограничивают сегодня возможности создания таких устройств.
|
|
|
Интерес к практическому использованию молекулярных систем коснулся не только области вычислительной техники. Некоторое представление об основных направлениях молекулярной электроники может дать рис.
Источник: Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов. - Режим доступа: http://thesaurus.rusnano.com/wiki/article581 - Дата обращения: 12.02.2015
Жидкий кристалл иначе мезофаза (англ. liquid crystal) — разновидность жидкого состояния вещества, которое характеризуется определенным позиционным и/или ориентационным упорядочением молекул, и в котором сочетается присущая жидкости текучесть с анизотропией ряда свойств, характерной для кристаллов.
Жидкие кристаллы открыты австрийским ботаником Ф. Рейнитцером и немецким физиком О. Леманом.
Жидкие кристаллы применяются в дисплеях часов, калькуляторов, персональных компьютеров и являются перспективным материалом для применения в оптических компьютерах.
Источник: Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов. - Режим доступа: http://thesaurus.rusnano.com/wiki/article819 - Дата обращения: 12.02.2015
Рис. Основные направления молекулярной электроники
ТЕХНОЛОГИИ НА СТЫКЕ НАУК
Молекулярная электроника
Производство процессоров
Нанометров компании Intel
Серийное производство процессоров Intel по технологии с нормой проектирования 90 нм начнется в будущем году. Выпускаемые в настоящее время процессоры Pentium 4 изготавливаются в соответствии с нормой проектирования 130 нм. С уменьшением нормы проектирования увеличивается число транзисторов, которые можно разместить на кристалле.
В процессорах, которые планируется выпускать по новой технологии, также впервые будет использована методика растянутого кремния, когда поверх кремниевой подложки помещается слой из сплава с более растянутой атомной решеткой. В результате атомная решетка кремния также растягивается, что повышает скорость перемещения по ней электронов, и, как следствие, увеличивает быстродействие процессора. Медные межсоединения внутри процессоров изолированы при помощи диэлектрика с низкой диэлектрической проницаемостью, что ускоряет протекание тока по разводке и снижает общее энергопотребление микросхемы.
|
|
|
Для выпуска процессоров по новой технологии можно будет использовать около 75% оборудования производственных линий, применявшихся для изготовления микросхем с нормой проектирования 130 нанометров.
Источник: Гаспар, Сьюзанн. Технологии на стыке наук //Computerworld Россия. - 2002. - № 32. - Режим доступа: http://www.osp.ru/cw/2002/32/55251/ - Дата обращения: 11.02.2015
Модели Intel Core i3, Core i5 и Core i7обеспечивают существенное повышение общей производительности компьютерных систем, а также графической обработки
Корпорация Intel официально представила новую линейку процессоров, которые позволят улучшить производительность систем и увеличить продолжительность работы компьютеров от батарей.
Новые чипы будут выпускаться по технологии с нормой проектирования 32 нм, что позволит уменьшить их размеры и снизить энергопотребление. Использование транзисторов в архитектуре Westmere обеспечивает заметный шаг вперед по сравнению с чипами, при производстве которых использовалась норма проектирования 45 нм.
Источник: Шах, Агам CES: Intel представляет новое поколение процессоров // Computerworld Россия. - 2009. - № 42. - Режим доступа:http://www.osp.ru/cw/2009/42/11279960/ - Дата обращения: 11.02.2015
Новые (полимерные) материалы [1]
Прогресс IT-индустрии измеряется по размеру транзисторов: меньшие по размеру транзисторы позволяют создавать более производительные процессоры. В ближайшие несколько лет производителей ожидают всё более значительные препятствия, делающие невозможным уменьшение транзисторов на базе существующих на настоящий момент технологий производства. Производитель чипов, освоивший более тонкий техпроцесс производства транзисторов, имеет на рынке решающее преимущество.
С 2009 года в транзисторах чипов используется «растянутый кремний»: в кремний включаются атомы германия, в результате чего увеличивается расстояние между отдельными атомами. На этот слой из кремния-германия (SiGe) наносится обычный кремниевый слой.
|
|
|
Оба слоя связываются в одну кристаллическую решетку. Увеличение кристаллической решетки повышает проводимость материала.
Кристаллическая структура растянутого кремния повышает подвижность электронов, а также способствует более высокой энергоэффективности процессоров. При подключении транзистора электроны движутся примерно на 70% быстрее, чем через обычный кремний. Однако у FinFET-транзисторов меньшего размера «кремниевый плавник» становится настолько тонким, что состоит всего из нескольких атомных слоев.
Растяжение кремния становится все более трудоемким, и при десяти нанометрах наступает предел. Уменьшение транзистора больше не дает никаких преимуществ, и кремний в качестве полупроводника исчерпывает себя полностью.
Решение приходит в виде новых материалов, которые частично заменяют кремний. В качестве идеальной основы для компонентов с примесью р-типа действует германий, который имеет естественное растяжение и в четыре раза более высокую проводимость, чем кремний.
После 2020 года при технологическом процессе пять нанометров будут востребованы компоненты еще меньшего размера, но с хорошей проводимостью. Для этого подходят двумерные (2D) нанослои, то есть материалы, состоящие из одного слоя атомов. Уже активно исследовался графен — решетка из атомов углерода, еще идет изучение германена, силицена и станена.
В 2011 году ученые из IBM создали интегральную схему на графене. Эта схема может работать на частоте до 10 ГГц, то есть выполнять 10 млрд циклов в секунду. Максимальная скорость, обеспечиваемая кремниевыми чипами, составляет 4 ГГц. Эксперименты с графеном выявили множество возможных областей применения, в том числе будущий высокоскоростной Интернет, производство быстрозаряжающихся батарей и печатных схем повышенного быстродействия и плотности.
Ученые Laboratory of Nanoscale Electronics and Structures (LANES) Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) впервые создали компьютерный чип из природного материала молибденита (MoS2). Он может составить низкоэнергоемкую альтернативу кремнию. В ходе экспериментов исследователи доказали, что чипы из молибденита могут быть меньше, чем кремниевые, по размеру, потреблять меньше электричества и обладать значительной гибкостью. Молибденит гибкий и из него можно создавать гибкие чипы. В один прекрасный день на их базе будет создан компьютер, который можно будет скручивать в рулон, или эластичные устройства, повторяющие формы человеческого тела.
|
|
|
Молибденит сравнивают с графеном, толщина слоя которого составляет один атом, атомы расположены в виде сот. Группа под руководством Киса установила ключевое преимущество молибденита перед графеном — он может усиливать электронные сигналы при комнатной температуре, графен же для этой цели должен быть охлажден до –203 °С (при такой температуре азот переходит в жидкое состояние).
Несмотря на многообещающие возможности молибденита, по словам ученых, от его коммерческого использования нас отделяет не менее 10-20 лет. В настоящее время в LANES заняты изучением вопроса, можно ли повысить электропроводность материала.
[1] На основе:
Процессоры 2.0 // CHIP. Журнал информационных технологий. - 2014. Выпуск 9. - с. 56 - 59.;
Какое будущее ждет индустрию процессоров? //Режим доступа: http://ichip.ru/kakoe-budushhee-zhdet-industriyu-processorov.html/2 - Дата обращения: 12.02.2015.;
Швейцарские ученые предложили альтернативу кремнию //Computerworld Россия. - 2011. - № 12.- Режим доступа: http://www.osp.ru/news/2011/1211/13010609/. - Дата обращения: 12.02.2015.
|
|
|
