В каждом втором письме в дорогую редакцию вы ехидно задаёте вопросы: уж какое количество лет вы трубите миру про нанотрубки, а где же итог? Так вот он — первый компьютер на их базе. Уже создан. Причём с ОС.

Простенький, но полноценный!

Смотрите кроме этого: Как охладить процессоры при помощи углеродных нанотрубок

Американские исследователи предложили новую разработку, разрешающую многократно расширить интенсивность теплообмена между массивом и металлической поверхностью чипа нанотрубок. Современные процессоры требуют высокоэффективных и вместе с тем малошумящих совокупностей охлаждения.

Да, в нём пока только 178 транзисторов, но, как подмечает руководивший его созданием Субхасиш Митра (Subhasish Mitra) из Стэнфордского университета (США), это «простой, но не тривиальный компьютер».

И вправду: первый транзистор на углеродных нанотрубках (УНТ) показался в Европе аж во второй половине 90-ых годов двадцатого века. Что же целых пятнадцать лет не позволяло сделать из группы аналогичных транзисторов полноценный компьютер?

Макс Шулакер (Max Shulaker) — первый создатель работы (ведущий создатель — С. Митра), освещающей создание первого в мире УНТ-компьютера. Детище — рядом. (Фото Norbert von der Groeben.)

Мало истории: первый кремниевый транзистор того типа, что возможно было применять для ЭВМ, показался в первой половине 50-ых годов XX века. А первый процессор на его базе, применяющий транзистор так, как это делают сегодняшние компьютеры, народился… в 1970-м (армейский F14 CADC). Другими словами тогда на процесс ушло «всего» 16 лет, причём уже на следующий год по окончании создания первого процессора начались продажи его гражданского соперника.

Так сообщить, трудности разработки…

Однако на этот раз неприятности укротителей нанотрубок были совсем иными, чем в 50–60-х. Не смотря на то, что транзисторы на УНТ смогут трудиться стремительнее и менее энергозатратно, чем кремниевые, из-за сверхмалых размеров (диаметр около 1 нм, миллиардной метра) любая отдельная УНТ при выращивании в схеме может соскользнуть со собственного места и тем самым создать соединение между теми частями микросхемы, каковые никто не планировал соединять. Простой транзистор затем корректно трудиться уже не будет.

А вот вторая дорогая особенность данной элементной базы: при производстве часть нанотрубок получается полупроводящими, пригодными для транзистора, а часть, наоборот, имеет железные особенности, другими словами их нельзя переключить между проводящим и изолирующим состоянием. Последние, очевидно, также не улучшают работу устройства.

Дабы обеспечить должное положение нанотрубок, их выращивали на кварцевой подложке, и это разрешило выстроить 99,5% УНТ на протяжении кристаллической структуры кварца, другими словами в желаемых направлениях. После этого остаток вытравливался, всецело удаляя трубки с неправильной ориентацией.

Для борьбы с «железной фракцией» среди УНТ через готовую схему, сперва отключив полупроводниковые трубки, пропускали большой ток, выжигающий все железные трубки и оставляющий неповреждёнными те, что имели свойства полупроводника. То, что звучит так легко, разрешило решить сверхсложные неприятности, не дававшиеся учёным в мире целых пятнадцать лет а также породившие у части исследовательского сообщества в полной мере пораженческие настроения.

Снимок сканирующего электронного микроскопа (с сильной обработкой), показывающий фрагмент первого компьютера на нанотрубках. Это изображение вынесено на обложку свежего номера Nature. (Иллюстрация Butch Colyear Max Shulaker.)

«Все говорят, что из нанотрубок ничего нельзя построить (в силу их необыкновенных изюминок. — Прим. А. Б.), — победительно комментирует обстановку Субхасиш Митра. — Но мы решили данный вопрос».

По окончании сборки первой УНТ-ЭВМ разработчики протестировали её, создав сверхпростую ОС, на которой запускались две задачи — программа для вычислений и метод сортировки. Компьютер способен переключаться между ними, что разрешает сказать об весьма примитивной многозадачности. Машина ещё и очень «тихоходна» — всего 1 кГц, другими словами приблизительно в миллион раз медленнее компьютеров десятилетней давности, не смотря на то, что в принципе в состоянии решать те же задачи, что и сегодняшние аналоги.

Её эти, кстати, во многом обманывают глаза. Экспериментальное устройство присоединено к измерительному оборудованию, применение которого замедляет новинку. «Если вы уберёте измерительную часть, то получите очень большую прибавку к скорости», — поясняет господин Митра.

Схема технологической цепочки производства схем для того чтобы типа. (Иллюстрация Max Shulaker et al.)

И вправду, прежде отдельные транзисторы на углеродных нанотрубках уже демонстрировали собственные таланты на десятках ГГц (на порядок стремительнее нынешних), а в теории они способны трудиться и на частотах до ТГц. Их огромное преимущество содержится в высокой подвижности электронов (выше в десятки раз), да и предел миниатюризации для них куда дальше.

А до тех пор пока УНТ-компьютерам предстоит долгая дорога одновременного — снижения и самосовершенствования цены, потому, что сейчас нанотрубки обходятся в копеечку. В первое время их главные возможности — это не простые ПК (и уж тем более не конфетки-бараночки смартфоны-планшеты), а серверная часть рынка, менее чувствительная к цене и особенно нуждающаяся в экономичности и быстродействии. Другими словами сперва все соответствующие бонусы возьмут Гугл и другие Amazon’ы.

Но не следует терять духа, товарищ читатель: способы массового и относительно недорогого производства нанотрубок деятельно разрабатываются, и их производство скоро обязательно совершит воистину революционный переворот.

Отчёт об изучении опубликован день назад в издании Nature.

Подготовлено по данным Стэнфордского университета.

Создатель: Александр Березин

Случайная статья:

• Обзор: lexand antares — 5,7-дюймовый фаблет с чехлом-книжкой
• Обзор игрового ноутбука asus g771jm

Наномир. Углеродные нанотрубки.

Похожие статьи:

• Эльбрус-401: первый российский компьютер поступает в продажу

  Ранее уже началось производство первой серии серверов «Эльбрус 4.4», каковые были созданы организацией МЦСТ с участием процессоров «Эльбрус-4С». Сейчас…

• История компьютера: от антикитерского механизма до современной эры. часть 2

  История компьютера | Semi-Automatic Ground Environment (SAGE) Совокупность ПВО Semi-Automatic Ground Environment (SAGE) была создана в первой половине…

• Pip-boy в реальности: компьютеры на предплечье

  Pip-Boy из Fallout не забывают все. А кое-какие — желают такое устройство себе, не смотря на то, что носить его, согласитесь, совсем не комфортно. И те…