عدم استفاده ميکروتراشه.هاي جديد از ترانزيستورها

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: عدم استفاده ميکروتراشه.هاي جديد از ترانزيستورها
محققان براي اولين بار توانستند نمونه.اي از يک تراشه کاملاً جديد توليد نمايند که بر خلاف ترانزيستورهاي الکتريکي، مبتني بر ترانزيستورهاي مغناطيسي مي.باشد. در حالي که ميکروتراشه.هاي مبتني بر ترانزيستور به مرزهاي محدودکننده قانون مور رسيده.اند، گروهي از مهندسان برق در دانشگاه Notre Dame تراشه.اي ساخته.اند که براي نمايش دادن يک و صفر در کدهاي باينري از جزيره.هاي نانومقياس مغناطيسي استفاده مي.کند.
Wolfgang Porod و همکارانش جهت توليد يک تراشه جديد، که از آرايه.اي از محدوده.هاي مغناطيسي جدا از هم بهره مي.برد، به فرآيند الگودهي مغناطيسي روي آورده.اند. هر جزيره ميدان مغناطيسي خود را حفظ مي.کند.
چون اين تراشه هيچ سيمي ندارد، در نهايت مي.توان به ابزارهايي دست يافت که دانسيته و قدرت فرآيند بسيار بالاتري نسبت به تراشه.هاي ترانزيستوري امروزي دارند. چون مصرف انرژي اين ابزارها پايين خواهد بود، پس گرماي کمتري توليد کرده و منجر به توليد سخت.افزارهاي قابل حملي همچون لپ.تاپ.ها خواهند شد که خنک.تر مي.باشند.
رايانه.هايي که از تراشه.هاي مغناطيسي استفاده مي.کنند، تقريباً بلافاصله روشن مي.شوند. حافظه.هاي مبتني بر اين تراشه.ها پايدار بوده و نسبت به نوسانات يا قطع جريان برق حساس نيستند و زماني که برق قطع شود، داده.هاي خود را حفظ مي.کنند.
معماري مغناطيسي اين تراشه به نحوي است که مي.توانند برنامه.ريزي شوند و اين قابليت مي.تواند براي سازندگان ابزارهاي محاسباتي با هدف خاص، همچون بازي.هاي رايانه.اي يا ابزارهاي تشخيص پزشکي، بسيار مفيد باشد.
Porod استاد مهندسي برق دانشگاه Notre Dameمي.گويد: «اهميت الگودهي مغناطيسي در ابزارهاي ذخيره اطلاعات ،همانند درايوهاي سخت، از مدتها پيش شناخته شده است. چيزي که در اين کار منحصر به فرد است اين است که ما توانستيم از اين الگودهي براي انجام واقعي محاسبات استفاده کنيم».
نانومغناطيس.هاي اين تراشه با عرض حدود 110 نانومتر مي.نوانند به صورت آرايه.هايي کنار هم جمع شده و علاوه بر امکان ذخيره اطلاعات، نقش دروازه.هاي منطقي ترانزيستورها را ايفا نمايند. اين دروازه.هاي منطقي واحدهاي ساختماني فناوري رايانه را تشکيل داده و به ميکروتراشه.ها امکان پردازش انبوهي از کدهاي باينري را مي.دهند.
به عنوان مثال دروازه منطقي NAND دو ورودي را گرفته و آنها را به يک خروجي تبديل مي.کند. اگر هرد ورودي يک باشند، خروجي به دست.آمده صفر است. اگر يکي از ورودي.ها يا هر دوي آنها صفر باشد، خروجي حاصل، يک است.
Porod و همکارانش تراشه جديد خود را با يک دروازه منطقي جهاني (ترکيبي از دروازه.هاي NAND و NOR) مجهز نمودند. اين دو دروازه در کنار هم، تمامي اعمال اساسي رياضي را که در تمامي رايانه.ها وجود دارد، انجام مي.دهند.
ابزارهاي جالب پردازش بدون ترانزيستور، که به نام «ماشين.هاي سلولي کوانتومي مغناطيسي» شناخته مي.شوند، در ابتدا از الکترونهاي مجزايي با عنوان نقاط کوانتومي که در زمينه.اي از سلول.ها قرار گرفته و اعمال منطقي را انجام مي.دادند، بهره مي.بردند. اما مغناطيس.هاي نانومقياس نشان داده.اند که جايگزين.هاي بسيار بهتري هستند، چرا که در اين مغناطيس.ها انحراف بار الکتريکي روي نداده و ساخت آنها نيز آسان.تر است.
Porod مي.گويد: «اين مغناطيس.ها از آلياژ فرومغناطيس نيکل/آهن ساخته شده.اند. ما لايه نازکي از اين آلياژ را از طريق فاز بخار بر روي بستري از سيليکون نشانده و سپس توسط ليتوگرافي اشعه الکتروني بر روي آن الگويي از جزيره.ها را به وجود آورديم».
اعمال منطقي درون پردازشگر با اعمال يک ميدان مغناطيسي پالسي بر روي مغناطيس ورودي آغاز مي.شود، که اين ميدان مغناطيسي پالسي جهت.گيري ميدان مغناطيسي ورودي را تغيير مي.دهد. اين امر باعث ايجاد يک اثر آبشاري در طول آرايه شده و جاذبه و دافعه مغناطيسي باعث مي.شود که ميدان.هاي مغناطيسي مجاور تغيير کنند.
Porod مي.گويد: «براي خواندن اطلاعات خروجي از يک پروب پيمايشگر استفاده نموديم تا بتواند نوع مغناطيس خروجي را تشخيص دهد. حالت ايده.آل در آينده اين است که بتوانيم با يک جريان الکتريکي ورودي و خروجي را به دست آوريم».
با وجودي که فناوري.هاي موجود از ميدان.هاي مغنناطيس براي ذخيره اطلاعات روي تراشه.هايي با عنوان MRAM استفاده مي.کنند، براي اولين بار است که تراشه.اي ساخته شده است که علاوه بر ذخيره داده.هاي ديجيتالي، مي.تواند آنها را پردازش نمايد».
توانايي تراشه.هايي که با مغناطيس.هاي نانومقياس کار مي.کنند، اولين بار 5 سال پيش در کالج سلطنتي انگلستان مورد توجه قرار گرفت. Russel Cowborn استاد فناوري نانو و همکارانش مشاهده نمودند که مغناطيس.ها مي.توانند از طريق برهمکنش ميدان.هايشان با همديگر، داده.ها را مبادله نمايند.
پيشرفت.هاي تکنولوژيکي که در دانشگاه Notre Dame روي داد، موجب دلگرم شدن Cowbornگرديد. او مي.گويد: «مطلب واقعاً جالب اين است که شما مي.توانيد تمام توابع Boolean را بدون استفاده از حتي يک ترانزيستور انجام دهيد».
اين تراشه.ها همچنين خصوصيات جالبي دارند که آنها را براي استفاده در سخت.افزارهاي فضايي ايده.ال مي.سازند. Cowborn مي.گويد: «شما نمي.توانيد از DRAM در فضا استفاده کنيد، چرا که محيط اطراف را تحمل نمي.کند. فناوري مغناطيسي در مقابل تشعشع مقاوم است و پيشرفت قابل توجهي در زمينه سخت.افزارهاي فضايي ايجاد خواهد کرد».

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 296]