ринок.
. 3 наноери - новий етап розвитку процесорів
Будучи одним з найбільш перспективних напрямків сучасного етапу розвитку науки і техніки, нанотехнології найбільшою мірою видозмінюють і перетворять уявлення про навколишній світ.
На відміну від інших науково-технічних напрямів, що розвиваються в якій-небудь одній конкретній галузі, нанотехнології охоплюють широкий спектр технічних досягнень у різних галузях науки.
Технічний прогрес спрямований убік розробки більш потужних, швидких, компактних і витончених машин.
Мікропроцесори зараз швидко наближаються до технологічних межам своєї продуктивності. Тому в останні роки йде активний пошук нових напрямків розвитку процесорної техніки, відмінних від домінуючих сьогодні технологій. [4. C. 87]
Елементи нових процесорів повинні мати розміри порядку нанометрів, і, відповідно, рішення для їх створення лежать в області нанотехнологій. Слід зазначити, що саме в наномасштабі проявляються властивості матеріалів, що дозволяють реалізувати нові підходи до створення процесорних пристроїв. Один з таких підходів розробляє компанія Hewlett Packard для створення прототипу процесора, заснованого на архітектурі, що отримала назву «кроссбари».
Кроссбар являє собою набір паралельних дротів шириною близько 50 нм, які перетинаються іншим набором нанопроволок. Між ними знаходяться прокладки з матеріалу, який під дією прикладеної напруги може змінювати свою провідність. Регулярна структура з пересічних нанопроволок робить їх виготовлення досить простим, особливо в порівнянні зі складною структурою сучасних процесорів на основі традиційних технологій. [9. C. 32] У свою чергу, це дозволить максимально гнучко адаптувати відпрацьовані архітектурні рішення до нових матеріалів.
В даний час розробники компанії Hewlett Packard впроваджують архітектуру, що дозволяє використовувати багато шарів кроссбаров За рахунок цього можна в рази збільшити щільність пам'яті, а також ставлення продуктивність/енергоспоживання. Чіпи з такою архітектурою отримали назву «нанохраніліща».
На думку провідних експертів Hewlett Packard, нанохраніліща повинні стати основою майбутніх комп'ютерів, у тому числі серверів. Стадії комерційного застосування нанохраніліща, на думку представників компанії, досягнуть приблизно через п'ять років.
Однак, вже сьогодні можна відзначити впровадження нанотехнологій в технологічний процес створення мікрочипів. У 2011 році група дослідників з Бельгійського центру Imecна представили перший у світі пластиковий (або органічний) мікропроцесор, який здатний виконувати близько 6 інструкцій у секунду.
восьмібітние чіп з 4000 транзисторів за характеристиками нагадує кремнієві мікросхеми 70-их років, але різниця в тому, що він зроблений на пластиковій підкладці, на яку наносять послідовно шар золота, органічний діелектрик, другий шар золота і органічний напівпровідник з пентацена. Виходить плівка товщиною 25 мкм, яку можна приклеїти на будь-яку поверхню.
Можливо, такий процесор знайде застосування в дешевих гнучких дисплеях і в сенсорах, які будуть вбудовувати в одяг, будматеріали, їжу, ліки.
На думку розробників, такі процесори можуть бути приблизно в десять разів дешевше кремнієвих аналогів, якщо звичайно налагодити великомасштабне комерційне виробництво. Правда, органічні процесори ніколи не зможуть вмістити сотні мільйонів транзисторів, як у кремнієвих чіпів. Крім того, на сьогоднішній день вони не здатні подолати головну проблему - непередбачувана поведінка таких транзисторів, викликане відсутністю міцної монокристаллической структури.
Вчені з Університету Брістоля пропонують виробникам комп'ютерної техніки перейти на випуск абсолютно нових пристроїв - програмованих квантових процесорів.
Суть квантового процесора зводиться до набору елементів, які під впливом електродів і хвилеводів здатні приймати взаємозалежні квантові стани. У плані виробництва такі пристрої не вимагають додаткових ресурсів, як і більшість сучасних процесорів вони створюються на основі кремнію.
За допомогою електродів всередині пристрою відбуваються обчислювальні операції над квантовими бітами (кубітамі). Такий механізм роботи з одного боку робить процесор багатоцільовим, а з іншого дозволяє значно зменшити його габарити.
Однак, творці нового виду процесорів відзначають, що певна схожість зі звичайними процесорами не робить їх сумісними. Іншими словами, якщо в пристрої використовується квантовий процесор, то і сам пристрій має бути повністю перебудовано під вимоги процесора. [13. C. 101]
З одного боку такий підхід дозво...
