Home / Aktualności / Naukowcom udało się stworzyć pierwszy procesor wykonany bez użycia krzemu

Naukowcom udało się stworzyć pierwszy procesor wykonany bez użycia krzemu

Nie jest tajemnicą, że produkcja krzemu jest kosztownym i trudnym procesem, który wymaga dużych inwestycji i sporego wysiłku, aby uzyskać właściwy wynik. Nie ma chyba lepszego przykładu niż 10 nm proces technologiczny Intela, który już od wielu miesięcy spędza sen z powiek jego inżynierom. Planowano go uruchomić w 2015 r., ale z powodu trudności technicznych operacja ta opóźniła się o 2019 r. To pokazuje, jak skalowanie krzemu staje się trudniejsze niż kiedykolwiek, a koszty rosną wprost proporcjonalnie do trudności. Oczekuje się, że dalszy “wyścig zbrojeń” w tej gałęzi technologicznej będzie kosztować wiele miliardów dolarów, a mówimy tu tylko o kosztach samych badań, bez uwzględnienia kosztów produkcyjnych.

Aby jak najlepiej przygotować się na moment, w którym rozwój coraz mniejszych rozmiarów węzłów stanie się niewykonalny finansowo i fizycznie, badacze testują nowe technologie, które mogłyby zastąpić i być może mieć nawet lepsze właściwości elektryczne niż krzem. Jednym z takich materiałów (w rzeczywistości wykonaną z niego konstrukcją) jest nanorurka węglowa (Carbon Nanotube) lub w skrócie CNT.

Naukowcom z MIT (Massachusetts Institute of Technology), we współpracy z naukowcami z Analog Devices, udało zbudować się procesor oparty na architekturze RISC-V całkowicie przy użyciu wspomnianej wcześniej technologii CNT. Procesor ten, nazywany RV16X Nano, jest obecnie w stanie uruchomić tylko klasyczny program „Hello World” czyli wyświetlić prosty tekst. CNT jest naturalnym półprzewodnikiem, jednak jego wytworzenie pociąga za sobą wiele wyzwań produkcyjnych, ponieważ CNT mają tendencję do ustawiania się losowo w osiach XYZ. Naukowcy z MIT i Analog Devices rozwiązali ten problem, tworząc wystarczająco duże powierzchnie, aby odpowiednio ustawić nanorurki węglowe.

Pierwszy “carbonowy” procesor oparty jest na architekturze RISC-V, jest przeznaczony do obsługi instrukcji 32 bitowych z wykorzystaniem adresu pamięci o szerokości 16 bitów. Ponieważ wszystkie etapy strumienia danych procesora (pobieranie instrukcji, dekodowanie, rejestrowanie odczytu, wykonywanie i zapisywanie z powrotem) są 16-bitowe, procesor jest oficjalnie deklarowany jako 16-bitowy. W swojej budowie wykorzystuje on 14 000 bramek logicznych. Biorąc pod uwagę staranne manipulowanie nanorurkami, naukowcom udało się uzyskać 100% wydajności, co oznacza, że ​​wszystkie 14 000 bram działało poprawnie.

Mając na uwadze powyższe informacje, należy nadmienić, że technologia ta nie jest jeszcze idealna. Układ pracował z bardzo niską częstotliwością taktowania wynoszącą zaledwie 10 kHz, co oznacza, że “byle jaki” procesor dostępny na rynku jest o wiele szybszy niż “carbonowy” wynalazek. Mimo wszystkich wad ta demonstracja jest ważnym osiągnięciem technologii i potwierdzeniem koncepcji. Pokazuje, że jesteśmy w stanie wyprodukować działający procesor oparty na czymś, co nie wymaga krzemu i być może jest nawet lepszy.

 

Źródło: Nature Magazine, ArsTechnica

O użytkowniku Grzegorz Szałas

Entuzjasta nowych technologii i założyciel portalu Tech Dice. Poza technologią uwielbiam dobry film, dawkę muzyki oraz aktywności na świeżym powietrzu.

Odpowiedz:

Lub

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Required fields are marked *

*