Корпорация Intel смотрит в сторону процессора с 1000 ядрами.

Опытный образец процессорного чипа, содержащего на сегодняшний день 48 процессорных ядер, в конечном счете может быть расширен до процессора с 1000 ядрами. Именно этоутверждает Тимоти Мэттсон (Timothy Mattson), исследователь корпорации Intel."В настоящее время, архитектура Single Chip Cloud Computer (SCC), использованная для создания 48-ядерного процессора, является произвольно масштабируемой архитектурой. Благодаряэтому на основе этой архитектуры без особых затруднений можно будет создавать процессоры, содержащие тысячу ядер"-рассказал он во время выступления на конференции Supercomputer 2010.

"Мы можем продолжать наращивать вычислительную мощность процессоров, просто добавляя процессорам необходимое количество новых ядер".Однако Мэттсон отметил, что после прохождения отметки в 1000 ядер, длина сети, соединяющей воедино все ядра на чипе, превысит оптимальный размер, что будет отрицательно сказываться на работе всего процессора в целом. Поэтому, считает Мэттсон, что будущее микропроцессоров заключается не только в одном наращивании количества процессорных ядер на одном кристалле, но и в разработке новой архитектуры, позволяющей этим ядрам работать без простоев и ограничений.

Дополнительную информацию об архитектуре Single Chip Cloud Computer (SCC) можно получить поэтому адресу.

Источник

Создан первый полностью оптический транзистор.

Исследователи из Института квантовой оптики Макса Планка (Max Planck Institute of Quantum Optics, MPQ), Германия, и Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) изготовили микрорезонатор, который может колебаться на высоких частотах под воздействием света лазера. Используя один луч лазера дляуправления амплитудой и частотой колебаний резонатора можно управлять интенсивностью отраженного луча другого лазера. Таким образом, это устройство представляетсобой не что иное, как оптический транзистор. Такие оптические транзисторы могут найти применения в самых различных областях, таких как телекоммуникации, в первуюочередь.

Сердцем этого транзистора является микрорезонатор, тороид из кварца. Диаметр этой круглой микроструктуры во много раз меньше толщины человеческого волоса. Микрорезонатор укреплен на острие кремниевой пирамиды, которая является частью электрической схемы полупроводникового кристалла. Когда пучок концентрированного светового излучения падает на поверхность микрорезонатора фотоны, попадая в ловушку, оказывают давление на поверхность резонатора. Это давление заставляет резонатор колебаться с частотой, в десятки тысяч раз превышающей диапазон звуковых частот.

Когда на поверхность резонатора одновременно попадает свет от двух лазеров, более сильный луч выступает в роли элемента управления частотой и амплитудой колебаний резонатор. Благодаря эффекту, названному оптомеханически управляемой прозрачностью (OMIT, optomechanically-induced transparency), луч второго, более слабого лазера, отражается больше или меньше в зависимости от силы колебаний резонатора.

Помимо области телекоммуникаций, где такие оптические транзисторы могут служить для создания буферных элементов, способных хранить несколько секунд информацию прямо в оптическом виде, новые транзисторы, по мнению исследователей из MPQ и EPFL, найдут широкое применение в области квантовых вычислений.

Источник

Использование графеновых нанолент позволит достичь небывалых значений плотности хранения информации.

Исследователи из Германии, Швейцарии и Италии, проведя серию экспериментов установили, что изготовление нанолент из графена, покрытых нанопроводниками из специального состава, позволяет создавать ячейки памяти чрезвычайно малых размеров. Микросхемы памяти, изготовленные с использованием таких наноленточных, технологий будут иметь значение плотности хранения информации во много раз превышающее аналогичное значение у обычных кремниевых микросхем. Помимо этого, наноленточные ячейкипамяти быстрее в несколько раз, чем ячейки памяти, изготовленные на основе углеродных нанотрубок и графена.

Для получения ленты из графена ученые осаждали на поверхность графенового листа нанопроводники из оксида ванадия V2O5 после чего резали графен лучом ионов аргона. Используя такую методику удалось получить ленты из графена шириной всего 20 нм, при этом края ленты были намного прямее, чем это могло быть достигнуто с помощью самыхсовершенных литографических методов. Согласно заявлению Романо Сордэн (Roman Sordan) из Политехнического университета в Милане (Politecnico di Milano), одного из участника этих исследований, немного позже уже были созданы графеновые наноленты шириной 10 нм.

"Площадь новой ячейки памяти настолько мала, что позволит достичь очень высокого значения плотности записи"-рассказывает Сордэно в статье на странице портала nanotechweb.org. -"Таким образом мы ожидаем, что микросхемы на основе графеновых нанолент позволят закону Гордона Мура продержаться в действии еще достаточно долгое время".

Использование графеновых нанопленок, согласно Сордэно, не ограничится только устройствами хранения информации, их потенциал намного шире. Сейчас, когда на основенанолент успешно созданы ячейки памяти, ученые собираются на их основе создать цифровые логические элементы."Мы уже реализовали логические элементы на базе графена, но считаем, что эти элементы, изготовленные из графеновых нанолент, будут работать гораздо стабильнее, быстрее и потреблять еще меньше энергии"-говорит Сордэн.

Источник

Новая"трековая"память - в 100000 раз быстрее жестких дисков.

Швейцарские исследователи из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL) разработали новый вид"трековой"памяти, которая по быстродействию превосходит самые лучшие образцы современных жестких дисков в 100000 раз. Эта память эффективна, долговечна, но самой лучшей новостью является то, что устройства на базе такой памяти могут появиться у вас в компьютере уже в 2015 году.

Новая"трековая"память имеет целый ряд преимуществ по сравнению с теми видами памяти, которые сейчас используются в компьютерах. Она быстрее, устройства на ее базе не будут содержать механических движущихся частей, что существенно скажется на долговечности устройств. В отличие от динамической памяти,"трековая"память будет хранить информацию при пониженном или отсутствующем напряжении питания, делая ее, таким образом, энергонезависимой и более энергосберегающей.

По части хранения информации новая память напоминает принцип хранения информации на старых магнитных лентах стандарта VHS, только в этом случае, в качестве магнитной ленты выступают миллиарды крошечных нанопроводников из железно-никелевого сплава, сформованные особым способом. Да и принцип перемещения информации рядом с записывающими и считывающими элементами реализован не механическим, а электрическим способом. За счет этого достигается скорость движения информации мимо считывающего устройства порядка 800 км/ч. Для наглядности приведу сравнение, если бы каждый бит был размером с автомобиль, то такой"автомобиль"двигался бы со скоростью, превышающей скорость света в шесть раз.

Сейчас швейцарские исследователи объединят свои усилия с учеными корпорации IBM из научной лаборатории центра Almaden Research Center, которые так же работали в области создания"трековой"памяти уже несколько лет и имеют в этом деле немалый опыт и собственные наработки. Совместными усилиями ученые будут создавать первые экспериментальные образцы новой памяти, а участие в этом деле корпорации IBM позволяет надеяться, что новая"трековая"память появится в компьютерах в ближайшие пять-семь лет.

Источник

Корпорация IBM начинает пятилетнюю программу по интенсивной разработке квантового компьютера.

Корпорация IBM"вдыхает"новую жизнь в исследовательское подразделение по квантовым вычислениям Исследовательского центра Томаса Дж. Уотсона (Thomas J. Watson Research Center). Научно-исследовательскиеработы этого подразделения, проводимые совместно с другими американскими и европейскими компаниями, научными организациями и университетами, должны привести к появлению и распространению мощнейших квантовых компьютеров в обозримом будущем.

Для пополнения рядов подразделения Исследовательского центра корпорация IBM взяла на работу многообещающих выпускников из Йельского университета и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Эти бывшие студенты в прошлом принимали самое активное участие в многообещающих программах по изучению квантовых скачков и взаимодействий, реализованных с помощью обычных сверхпроводящих материалов.

Научные группы обоих университетов в своих исследованиях использовали рений и ниобий, нанесенные на поверхность полупроводникового материала и охлаждали полученные структуры до температуры, близкой к температуре абсолютного нуля. Созданные структуры, помещенные в такие условия, начинали действовать как элементы квантовыхэлектронных логических схем. Еще одним достоинством разработанных технологий является то, что для их производства применялись стандартные методы и технологии, используемые в производстве микроэлектроники. А это, в свою очередь, означает, что производство будущих квантовых процессоров и компьютеров будет относительно простым и недорогим.

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, которые будут продолжать работу в данном направлении совместно с корпорацией IBM, планируют, что ужев следующем году им удастся минимум удвоить вычислительную мощность созданных ими квантовых компьютеров. А учитывая тот факт, что над решением задачи создания квантового компьютера будут работать сильные группы ученых, координируемые единым центром, можно ожидать, что первые квантовые компьютеры появятся уже на нашем с вами веку.

Источник

Вода и графен могут стать основой компьютеров будущего.

Графен является материалом, который в последнее время упоминается все чаще и чаще. Главным образом этому способствуют его уникальные свойства, благодаря которым он может быть использован в самых различных областях. К сожалению, в оригинальном виде графен, обладающий высокой электрической проводимостью, не может использоваться в качестве транзистора, основного ключевого элемента современной цифровой электроники. Несмотря на то, что уже были созданы образцы первых графеновых транзисторов, они, эти транзисторы, еще далеки от совершенства и технологичности, что делает в настоящее время невозможным их практическое применение. Но разные коллективыученых продолжают работать в этом направлении и изобретают различные варианты графеновых транзисторов.

Одним из таких ученых, работающих над созданием графенового транзистора, является доктор Нихил Караткар (Nikhil Karatkar), который для управления проводимостью графеновой пленки использовал обычную воду. В проведенных опытах он использовал графеновую пленку, размещенную меду двумя электродами из кремния и диоксида кремния. Молекулы воды, попавшие на поверхность графеновой пленки оказываю влияние на ее электропроводность, превращая ее в проводник с высоким электрическим сопротивлением. Это, в свою очередь, позволяет реализовать простейший электрический выключатель - транзистор.

Ученые уже ранее добивались подобного эффекта, воздействуя на графен другими веществами, но достижение такого результата с обычной водой является немалым прорывом. Вода - совершенно безвредное и недорогое вещество, ее состоянием достаточно легко управлять с помощью изменений давления и температуры. Стоит только немного увеличить давление - молекулы воды сконденсируются на поверхности графена, лишив его проводимости, увеличив температуру можно заставить молекулы воды испариться, восстановив проводимость пленки.

Но, приведенные выше примеры являются только лишь самыми примитивными способами управления, которые вряд ли смогут обеспечить более-менее приемлемую скорость включения и выключения графеновых транзисторов. Для обеспечения этого ученые собираются применить другие, более изощренные методы, на что и будут направлены их дальнейшие исследования. Вполне вероятно, что благодаря этому в недалеком будущем появятся компьютеры следующего поколения на основе воды и графена.

Источник

Самокалибрующиеся электромеханические устройства - основа для создания сверхточных датчиков прямо на электронном чипе.

Микроэлектромеханические системы и устройства (Micro Electromechanical Systems, MEMS) являются очень перспективным направлением, которое сможет преобразить некоторые области высоких технологий будущего. Но, MEMS имеют один существенный недостаток, в настоящее время являющийся основным тормозом применения этой технологии. Этим недостатком MEMS является их невысокая точность, вытекающая из того, что в настоящее время еще нет технологий, с помощью которых можно производить микроскопические объекты однойи той же формы, сохраняя при этом заданные размеры. Так же невысокой точности датчиков на основе MEMS способствует тот факт, что сейчас еще не найдены или не реализованы методы измерения микроскопических значений, таких как сила, расстояние, скорость, что влечет за собой отсутствие единых стандартов. Теперь же, благодаря работе группы исследователей из университета Пурду, эта ситуация может измениться. Ученым удалось разработать и изготовить первые образцы MEMS, которые обладают функцией самокалибровки. Такая уникальная функция позволит этим MEMS стать основой для создания широкого спектра различных сверточных датчиков, которые найдут применение в самых различных областях, от медицинских до военных разработок.

Погрешность и точность MEMS определяется их миниатюрными размерами и точностью технологий, с помощью которых они были изготовлены. В таких микроскопических масштабах, размеры MEMS обычно равны нескольким миллиардным частям метра, при производстве невозможно гарантировать, что все экземпляры MEMS имеют одинаковую форму и размеры. Таким образом, измерительные устройства, в качестве датчиков которых выступают различные MEMS, должны использовать функцию калибровки, с помощью чего будет производиться компенсация измеряемого значения в зависимости от особенностей каждого экземпляра MEMS. Но, как уже упоминалось ранее, в настоящее время еще нет стандартов иметодик, с помощью которых можно оказать на MEMS воздействие заданной величины и измерить получаемый результат.

Первым шагом технологии, называемой микроэлектро метрологией (electro micro metrology, EMM), стала методика, разработанная учеными университета Пурду, с помощью которой можно очень точно измерить значение силы, прикладываемой к MEMS, что в свою очередь, позволяет выполнять калибровку измерительного устройства. В состав EMM так же будут входить методики измерения электрических характеристик MEMS, времени хранения электрического заряда и другие механические и электрические свойства MEMS. При этом, такие измерительные и калибровочные устройства могут располагаться прямо на электронном чипе в непосредственной близости от MEMS для того, что бы постоянно выполнять калибровку датчика MEMS, характеристики которого могут изменяться в течение времени под влиянием факторов окружающей среды, среди которых такие факторы, как температура,давление, освещенность и другие.

Такой симбиоз MEMS и системы калибровки станет основой для создания дешевых датчиков прямо на кристалле чипа, которые будут обладать сверхвысокой точностью. Такие датчики станут основой для создания различного рода химических и биологических детекторов, мощных научных лабораторных инструментов, с помощью которых такие области как биотехнологии и нанотехнологии станут развиваться более быстрыми темпами.

Источник

Новая технология прямой печати транзисторов предрекает конец технологии CMOS.

В связи с широким и бурным развитием области нанотехнологий достаточно большое количество специалистов в области электроники предполагает, что существующую технологию метало-окисных полупроводников (complementary metal oxide semiconductor, CMOS) ожидает скорая"смерть".Конечно, у этого мнения есть и оппоненты, к примеру, доктор Ханс Сторк, который на состоявшемся недавно симпозиуме по нанотехнологиям (IEEE Nanotechnology Symposium) заявил о том,что технология CMOS еще длительное время останется основой электронной промышленности. С помощью современной технологии CMOS в массовом масштабе изготавливаются чипы по технологии 32 нм, начинают уже появляться чипы, изготовленные по технологии 22 нм и исследователи многих компаний стремятся к освоению технологии 16 нм. Но, так как возможности современной технологии, основанной на дорогостоящем и медленном процессе литографии, приближаются к барьеру, то для сохранения темпов дальнейшего развития электроники требуются новые технологии и новые материалы.

Одним из последних событий в этой области стала разработка учеными из Институте биоинженерии и нанотехнологий (Institute of Bioengineering and Nanotechnology, IBN) новой технологии производства дискретных полевых транзисторов, которая может стать более быстрой, более точной и более дешевой заменой процесса литографии. Новый процесс использует лучи, состоящие из потока электронов и ионов, с помощью которых на подложку, помещенных в среду со специально подобранным составом газов, наносятся элементы полупроводниковых структур. Согласно статье, опубликованной в журнале Nanowerk, один из разработчиков новой технологии, Соментаз Рой (Somenath Roy), утверждает, что пока, новая технология лучше всего подходит для быстрого создания прототипов и моделей будущих электронных приборов, чем методы, основанные на литографии.

"Наша одноступенчатая технология позволяет избавиться от длительного и трудоемкого процесса литографии, она увеличивает точность изготовления, что положительно влияет на процент выхода готовых изделий"-говорит Рой."Более высокий уровень точности и более высокая производительность нового метода делают его идеальным решением для быстрого изготовления прототипов наноэлектронных приборов будущего".

Хорошо, для изготовление прототипов этот метод лучше чем литография. А как обстоят дела с промышленным полномасштабным производством? Рой предполагает, что"дальнейшая оптимизация технологии может привести к возможности промышленного производства электронных схем наноуровня".

Источник

Использование наноантенны позволяет усилить свет лазера в тысячу раз.

Ученым из Университета Райс в Хьюстоне удалось получить эффект усиления в тысячу раз интенсивности лазерного света используя, так называемую,"наноантенну".Сердцем этого оптического усилителя являются два микроскопических конуса из золота, разделенные промежутком в одну стотысячную долю от толщины человеческого волоса. В точке межу этими золотыми конусами происходил"захват"фотонов света, пучок света фокусировался и усиливался. Ученый-физик Дуг Нэтелсон (Doug Natelson) считает, что эта технология может стать основой для создания новых типов оптических инструментов для использования в биохимических исследованиях, в промышленности, в системах шифрования данных и системах безопасности.

Фотоны лазерного света, проходящие сквозь промежуток, инициировали создание плазмонов, облаков из колеблющихся электронов, на поверхности золота, создавая в промежутке электрическое поле."Плазмонные области на поверхности металла в тонком промежутке могут быть очень большими, гораздо больше, чем области на поверхности металла, облученного обычным светом"-рассказывает Нэтелсон. -"Здесь мы столкнулись с одной трудностью, никакими ранее известными методами нельзя было измерить величину плазмонных областей и коэффициент усиления светового потока".

Для реализации необходимых измерений ученые подали на золотые конусы импульсы электрического тока определенной формы и частоты, эти импульсы заставили электроны"перескакивать"через промежуток. Сравнивая низкочастотные изменения тока через промежуток, зависящего от интенсивности падающего лазерного света, с эталонным опорным сигналом,ученым удалось косвенным методом измерить коэффициент усиления света лазера.

"Причина, по которой мы занимаемся подобными исследованиями кроется не только в области научных знаний"-рассказывает Нэтелсон. -"Имея оптические усилители с регулируемым коэффициентом усиления, можно реализовать много чего полезного и необходимого в областях нелинейной оптики и создании новых типов всевозможных датчиков".

Источник

Высокотемпературная электроника позволит передавать данные прямо из жерла вулкана.

"В настоящее время ученые не обладают способами точного контроля за ситуацией, происходящей внутри вулканов, все получаемые данные и измерения основываются на косвенных методах измерения, которые, в некоторых случаях, могут дать недостоверные и противоречивые результаты"-рассказывает Алтон Хорсфол (Alton Horsfall), ученый-физик из Ньюкаслского университета (Newcastle University) в Англии. -"И эта ситуация нас очень тревожит, если принять во внимание около 500 миллионов человек, проживающих в непосредственной близости от разных вулканов".Поэтому сейчас ведется разработка новых датчиков, изготовленных на базе сверхогнеупорной электроники, которые могут быть сброшены прямо в жерло вулканов. На основе данных, передаваемых этими датчиками, можно будет сделать прогноз надвигающегося извержения задолго до его начала.

Обычная электроника, изготовленная из кремния и германия, может работать в условиях высокой температуры, не превышающей 350 градусов по шкале Цельсия. Новый вид высокотемпературной электроники, изготовленной на основе карбида кремния, теоретически может оставаться работоспособным при температуре 900 градусов Цельсия. Сейчас ученые работают над тем, что бы на основе карбидной электроники изготовить малогабаритные устройства, размером с мобильный телефон, которые смогут измерить малейшие изменения концентрации основных вулканических газов (углекислый газ и двуокись серы) и передать эти данные на поверхность, используя беспроводные технологии, обеспечивая, таким образом анализ вулканической деятельности в режиме реального времени.

Если с самими датчиками и электронными элементами системы беспроводной связи, кажется, у ученых все в относительном порядке, то самой большой проблемой является обеспечение устройства энергией. Обычные батареи и другие элементы питания, как правило взрываются при температуре 150 градусов, поэтому использование каких-либо источников питания химической природы невозможно в условиях высокой температуры, при которой будут работать электронные устройства из карбида кремния. Поэтому сейчас ведутся разработки энергетической системы электронных устройств на основе термоэлектрического эффекта, единственного эффекта, который может стать источником энергии при высокой температуре.

Помимо условий высокой температуры, такие датчики могут быть использованы и в других областях. В отличие от обычной, кремниевой, электроники, электроника на основекарбида кремния практически нечувствительны к радиации и сохраняют свою работоспособность в условиях высокого уровня радиоактивного облучения. Такое свойство позволит широкое применение новых датчиков в области атомной энергетики и ядерной промышленности.

Более детальные результаты этих исследований были опубликованы в выпуске от 19 сентября журнала The Engineer.

Источник