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可編程納米處理器
閱讀�4669�(shí)間:2011-02-12 14:04:34

  世界上首塊可編程的納�處理�由美國哈佛大�(xué)和麥特公�(Mitre Corp)科學(xué)家攜手研�(fā)。該納米線路不僅能夠�(jìn)行電子編程,還能�(shí)�(xiàn)一些較基本的計(jì)算和邏輯推理功能,朝著復(fù)雜的用人工合成納米元件組裝計(jì)算機(jī)線路邁出了關(guān)鍵一��

�(nèi)部結(jié)�(gòu)

  該芯片包含多�(gè)“瓦片”式的模塊,每�(gè)模塊包含496�(gè)可編程晶體管,全部由10納米厚度的鍺納米線構(gòu)�。此次研究展示的成果就是用這些“瓦片”設(shè)�(jì)、搭建和使用可編程芯�,其可復(fù)制性、可�(kuò)展性與傳統(tǒng)的半�(dǎo)體制造方式截然不��

技�(shù)�(shè)�(jì)及特�(diǎn)

  研究人員利用技�(shù)�(shè)�(jì)并合成出全新納米線組件,這些納米線組件展示出了構(gòu)建功能性電子線路所需的可重復(fù)�,而且完全可以升級,這就使得組裝更大�、功能更�(qiáng)大的納米處理器成為可能。他們同�(shí)還證�,這些超薄納米電路可以采用電學(xué)方法�(jìn)行編程,讓其�(zhí)行大量基本運(yùn)算和邏輯功能�

  此類納米處理器的一大特色即低功耗和非易失�,一旦納米線晶體管經(jīng)過編�,不需要施加任何電壓就可保持信息的存儲。未�,這種簡單、低功�、專用型的納米控制器可用于微型嵌入式系統(tǒng)、生物醫(yī)藥設(shè)備等�

  不過,這樣的新概念納米處理器短期內(nèi)還很難與傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造技�(shù)相競�。該原型芯片單�(gè)晶體管的面積�1.9平方微米,是32nm CMOS技�(shù)制造芯片單�(gè)晶體�0.09平方微米面積�20倍以��

意義

  這款原型處理器代表著用合成納米級元件組裝�(fù)雜計(jì)算電路上重大突破。同�(shí),該處理器還擁有可編程特�,可以實(shí)�(xiàn)加減乘除以及鎖存等基本數(shù)�(xué)邏輯�(yùn)�。哈佛大�(xué)�(fù)�(zé)該項(xiàng)目的首席科學(xué)家Charles M. Lieber表示,這項(xiàng)工作代表著自下而上方式制造電路技�(shù)在復(fù)雜性和功能上的一次飛�,證明了這種與目前商用處理器制造方式截然不同的方法,未來可以用于有效的制造納米處理器以及其他集成系統(tǒng)�

  過去�10年到15年內(nèi),科�(xué)家們一直在研究納米�、碳納米管以及其他納米結(jié)�(gòu),并幾乎組裝出了所有設(shè)�,但由于單�(gè)納米�(jié)�(gòu)性能的多樣性這一重大局�,最基本電路一直無法研制成功。現(xiàn)�,這�(gè)研究完全克服了這一局限,采用自下而上的方式構(gòu)建出最基本電路�

  另外,該納米處理器中的電路在操作�(shí)耗能極少。由于納米線組件中包含的晶體管開�(guān)是“性的�,與傳統(tǒng)微型�(jì)算機(jī)電路中的晶體管不同,一旦該納米線晶體管被編�,它們不需要任何額外的電能來保存其記憶�

  麥特公司資深科學(xué)家詹姆士·埃倫博根表��50多年前物理學(xué)家理查德·�(fèi)曼提出了納米�(jì)算機(jī)的概念,新納米處理器的研制成功是�(shí)�(xiàn)這一概念的重要里程碑�

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