Nový tranzistor sľubuje frekvencie procesora až 3 000 GHz
Michal Kyžňanský / 22. 08. 2006, 00:00
Kým jedna časť vedcov upustila od klasickej architektúry počítača a upiera sa k revolúcii v podobe tzv. kvantových alebo DNA počítačov, iní stále hľadajú spôsob novej prelomovej architektúry tranzistorov. Novo navrhnutý tranzistor sľubuje skutočne enormný nárast výkonnosti procesora ako ho poznáme dnes.
Vedci s Rochesterskej univerzity prišli s novou koncepciou tranzistora. Je veľmi odlišná od dnes používanej, ale podľa tvrdení ide o veľký prielom. Dnešné tranzistory pracujú s elektrónmi, ako s prúdom vody, ktorá tečie cez jednotlivé trubice, poháňaná energetickým prúdom. Nový tranzistor, ktorý navrhol Quentin Diduck, končiaci študent tejto univerzity sa správa k elektrónom celkom inak. Bol nazvaný veľmi príznačným názvom, ktorý dokonale vystihuje jeho podstatu. Ballistic Deflection Transistor. Tento nový druh tranzistoru využíva časti, ktoré je možné zmenšovať ďaleko za hranice funkčnosti dnešných tranzistorov, čo je oproti dnešným limitovaným tranzistorom nesmierna výhoda. Je to veľmi reálna alternatívna cesta k ďalšiemu vývoju procesorov, ktorá by mohla vyplniť roky medzi dnešnými počítačmi a super-počítačmi budúcnosti.
Ballistic Deflection Transistor (ďalej len BDT), je nano-štruktúra. Jej špecifikum je, že "hrá s elektrónmi biliard na sub-atomárnej úrovni", z čoho bol odvodený aj jej názov. Namiesto toho, aby boli elektróny posúvané hrubou silou, BDT využíva ich zotrvačnosť, a jemnými výchylkami elektromagnetického poľa určuje ktorým smerom sa odrazia od fyzickej plochy. A práve smer odrazenia elektrónu, doprava, alebo doľava, určuje logickú 0 alebo 1.Hlavnou zložkou, ktorá zabezpečuje hladný prechod elektrónov po trajektóriách bez rušenia nečistotami je látka na báze polovodiča nazvaná "2D electron gas" – 2D elektrónový plyn. Enormný potenciál výkonnosti týchto tranzistorov, je zakotvený v tom, že ich nebudú brzdiť prechody, ktoré musia dnešné tranzistory absolvovať, aby udali logické hodnoty. BDT tranzistormi budú elektróny prebiehať bez zastavenia ako po nejakých diaľniciach. Procesory s takto koncipovanými tranzistormi budú vyžarovať skutočne minimum tepla a spotrebujú len malé množstvo energie, čím posunú hranice výkonnosti k nevídaným hodnotám. Ďalšou výhodou, je že budú ľahko vyrobiteľné dnešnými výrobnými postupmi. Na stránke Rochesterskej univerzity nájdete aj animáciu, ktorá jednoznačne ukazuje už aj tak jednoduchý a zároveň brilantný princíp fungovania týchto "tranzistorov budúcnosti".
Technológia je tak sľubná, že okamžite oslovila inštitúciu udeľujúcu granty pre vedecké projekty - The National Science Foundation, ktorá poskytla finančné prostriedky vo výške 1,1 milióna USD na vytvorenie prototypu. Momentálne sa pracuje na "veľkom" prototype procesora, ktorý bude využívať tieto tranzistory. Veľkom preto, lebo tieto nano-štruktúry budú zatiaľ také veľké ako bežné tranzistory. Po dokončení prototypu a overení funkčnosti sa môže otvoriť cesta k rapídnemu zmenšovaniu týchto tranzistorov. Tým vedcom pracujúcich na prototype však trápi jedna vec, a to ako overia či tento nový procesor pracuje na terahertzových frekvenciách, pretože neexistuje nič také ako terahertzový osciloskop.
Ballistic Deflection Transistor (ďalej len BDT), je nano-štruktúra. Jej špecifikum je, že "hrá s elektrónmi biliard na sub-atomárnej úrovni", z čoho bol odvodený aj jej názov. Namiesto toho, aby boli elektróny posúvané hrubou silou, BDT využíva ich zotrvačnosť, a jemnými výchylkami elektromagnetického poľa určuje ktorým smerom sa odrazia od fyzickej plochy. A práve smer odrazenia elektrónu, doprava, alebo doľava, určuje logickú 0 alebo 1.Hlavnou zložkou, ktorá zabezpečuje hladný prechod elektrónov po trajektóriách bez rušenia nečistotami je látka na báze polovodiča nazvaná "2D electron gas" – 2D elektrónový plyn. Enormný potenciál výkonnosti týchto tranzistorov, je zakotvený v tom, že ich nebudú brzdiť prechody, ktoré musia dnešné tranzistory absolvovať, aby udali logické hodnoty. BDT tranzistormi budú elektróny prebiehať bez zastavenia ako po nejakých diaľniciach. Procesory s takto koncipovanými tranzistormi budú vyžarovať skutočne minimum tepla a spotrebujú len malé množstvo energie, čím posunú hranice výkonnosti k nevídaným hodnotám. Ďalšou výhodou, je že budú ľahko vyrobiteľné dnešnými výrobnými postupmi. Na stránke Rochesterskej univerzity nájdete aj animáciu, ktorá jednoznačne ukazuje už aj tak jednoduchý a zároveň brilantný princíp fungovania týchto "tranzistorov budúcnosti".
Technológia je tak sľubná, že okamžite oslovila inštitúciu udeľujúcu granty pre vedecké projekty - The National Science Foundation, ktorá poskytla finančné prostriedky vo výške 1,1 milióna USD na vytvorenie prototypu. Momentálne sa pracuje na "veľkom" prototype procesora, ktorý bude využívať tieto tranzistory. Veľkom preto, lebo tieto nano-štruktúry budú zatiaľ také veľké ako bežné tranzistory. Po dokončení prototypu a overení funkčnosti sa môže otvoriť cesta k rapídnemu zmenšovaniu týchto tranzistorov. Tým vedcom pracujúcich na prototype však trápi jedna vec, a to ako overia či tento nový procesor pracuje na terahertzových frekvenciách, pretože neexistuje nič také ako terahertzový osciloskop.