Междисциплинарная группа ученых и инженеров из MITRE Corporation и Гарвардского университета сделала ключевой шаг к созданию сверхкомпактных электронных вычислительных систем, которые разрешат проблему закона Мура. Как известно, этот закон гласит, что вычислительная мощность компьютеров удваивается каждые 2-3 года. По мнению экспертов, из-за ограниченных возможностей обычных литографических методов изготовления транзисторов, через 5 лет закон Мура перестанет работать. Проще говоря, совсем скоро современные компьютеры достигнут потолка производительности.
Чтобы решить эту проблему, ученые разработали и собрали крохотное наноэлектронное управляющее устройство, с самой плотной компоновкой из когда-либо созданных процессоров. Новое устройство, названное nanoFSM, имеет очень низкое энергопотребление и по размеру меньше, чем человеческая нервная клетка.
Устройство nanoFSM состоит из сотен нанопроводов-транзисторов, каждый из которых является переключателем толщиной в 10 тыс. раз меньше толщины человеческого волоса. Транзисторы из нанопроводов используют очень мало энергии, к тому же они являются энергонезависимыми, то есть сохраняют положение “вкл” или “выкл” при отключении питания.
В процессоре nanoFSM нанопровода-транзисторы собраны в цепи на нескольких “плитках”, которые могут выполнять вычисления. Подобные устройства могут использоваться в крохотных вычислительных устройствах, например медицинских сенсорах, роботах-насекомых, сенсорах и т. п.
В 2011 г. команда ученых и инженеров из MITRE Corporation и Гарвардского университета продемонстрировала одну “плитку” nanoFSM, способную выполнять простые логические операции. Теперь, удалось объединить несколько плиток в одно устройство, то есть, фактически, создать программируемый нанокомпьютер.
Сборка такого нанокомпьютера стала возможна благодаря значительному прогрессу в технологиях высокоточной сборки плотных массивов из элементов наноразмерной величины. Кроме того, ученые научились изготавливать несколько копий nanoFSM за один раз, используя технологию так называемой сборки “снизу-вверх”, то есть группируя отдельные атомы или молекулы в готовое изделие.
Современные технологии производства процессоров используют другую технологию, сборку “сверху-вниз”, то есть изготовление миниатюрных цепей из крупной заготовки. В отличие от нее, технология сборки “снизу-вверх” имеет массу преимуществ, не удивительно, что ее использует и живая природа – для построения живых клеток.
Разработчики полагают, что технология nanoFSM поступит в массовое производство через 5-10 лет, как раз ко времени, когда текущая электроника достигнет предела совершенства. Переход на наноэлектронику позволит существенно снизить энергопотребление и повысить вычислительную мощь современных электронных устройств. Также будет открыта дорога для многих перспективных направлений, например микророботов, имплантируемых сенсоров, нейроинтерфейсов и др. (RusCable/Машиностроение Украины, СНГ, мира)