همشهری آنلاین: مهندسان آمریکایی تراشه رایانه‌ای جدیدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند سیلیکون موجود در تراشه‌های معمولی را توسط نانوذراتی جایگزین سازد که از قابلیت انباشته شدن و تغییر چشم‌انداز تراشه‌ها از ساختاری تک‌صفحه‌ای و مسطح به ساختاری آسمانخراش گونه و کارامد برخوردار است.

تراشه

براساس گزارش ساينس الرت،‌اين تراشه چديد چند طبقه N3XT نام دارد به شكلي طراحي شده تا بتواند به واسطه روي هم چيدن تراشه‌هاي پردازشگر‌ و حافظه مانند طبقات يك آسمانخراش، از انسداد جريان داده‌ها درون تراشه جلوگيري كند. به گفته فيليپ وونگ يكي از محققان اين پروژه، زماني كه سرعت بالا با انرژي كم تلفيق مي‌شود، سيستم‌هاي N3XT عملكردي هزار برابر سريعتر از ديگر سيستم‌ها از خود نشان مي‌دهند.

به گفته محققان سيستم‌هاي رايانه‌اي كنوني مانند حومه شهر هستند كه سرتاسر آن را خانه‌هاي يك طبقه پوشانده‌است. پردازشگرها و تراشه‌هاي سيليكوني در كنار يكديگر قرار گرفته‌اند و اين به آن معني است كه يك دستگاه فضاي بسيار زيادي را به خود اشغال مي‌كند. از سويي ديگر سيگنال‌هاي ديجيتالي در سيستم‌هاي متداول بايد مسافت‌هايي طولاني را طي كنند كه اين روند زمان و انرژي پردازش را به هدر مي‌دهد و خطر مسدود شدن جريان اطلاعات را كه در زمان افزايش بار داده‌ها در مسيري يكسان رخ مي‌دهد را افزايش خواهد‌داد.

اما اگر سيستم‌هاي رايانه‌اي مانند كلان‌شهر‌هايي مملو از آسمان‌خراش ساخته شوند مي‌توان تراشه ها و پردازشگرهاي بيشتري را در فضايي محدود گنجاند. اين همان ايده‌اي است كه از آن براي ساخت N3XT، الهام گرفته شده‌است و اگرچه به هيچ‌وجه ايده جديدي به شمار نمي‌رود،‌اما وونگ و همكارانش راهكاري براي عملي كردن آن يافته‌اند.

مشكلي كه در گذشته درمورد تراشه‌هاي رايانه‌اي سه‌بعدي يا روي‌هم‌انباشته وجود داشت،‌سيليكون بود. سيليكون در رايانه‌هاي امروزي عملكرد مناسبي دارد اما از آنجايي كه در فرايند توليد بايد تحت دمايي درحدود 982 درجه سانتيگراد قرار گيرد، امكان انباشتن سيليكون‌ها روي يكديگر بدون اينكه به آنها آسيبي وارد شود،‌امكان‌پذير نخواهد‌بود.

بهترين نمونه‌هاي اين تراشه‌ها كه تاكنون توليد شدن‌اند،‌از دو تراشه سيليكوني ايجاد شده‌اند كه به صورت جداگانه ساخته شده و سپس روي يكديگر سوار شده‌اند. اين نوع تراشه‌ها نيز بسيار پرمصرف خواهند بود. از اين رو محققان دانشگاه استنفورد تصميم گرفتند تراشه‌هاي انباشته شده خود را با استفاده از نانوترانزيستورهاي كربني بسازند كه نه تنها سريعتر از سيليكون‌ها هستند،‌ بلكه توليد آنها به دماي بالايي نياز ندارد از اين رو مي‌توان آنها را بدون آسيب در ميان تراشه‌هاي حافظه لايه‌بندي كرد.

محققان همچنين تراشه‌هاي سيليكوني موجود را توسط RRAMها كه از ضربات كوچك الكتريكي براي تعويض سلول‌هاي حافظه ميان حالت‌هاي دودويي صفر و يك استفاده مي‌كند، جايگزين كردند. ميليون‌ها اتصال الكترونيكي كوچك به نام ويا در اين سيستم براي اتصال هر RRAM و لايه‌‌هاي ترانزيستورهاي كربني مانند بالابر عمل مي‌كنند و به داده‌ها امكان مي‌دهند تا از ميان فواصلي كوتاه‌تر حركت كنند و براي اطمينان از مديريت دماي كل سيستم،‌ در ميان هر لايه لايه‌هايي خنك كننده قرار مي‌گيرند.

محققان نمونه تراشه چهارلايه‌اي كه از دو لايه حافظه RRAM و دو لايه نانوترانزيستور كربني ساخته شده‌است را در نشست بين‌المللي دستگاه‌هاي الكترونيكي به نمايش گذاشتند و مقاله‌ آنها كه قرار است به زودي درباره اين تراشه منتشر شود،‌ به تشريح شبيه‌سازي عملكرد اين تراشه آسمانخراش و سرعت هزار برابر بيشتر آن نسبت به تراشه‌هاي سيليكوني خواهد پرداخت. با اين همه استفاده از اين تراشه‌هاي جديد به سرمايه‌گذاري عظيمي براي تغيير زيرساختارهاي سيليكوني نيازمند خواهد بود.

کد خبر 318026

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
2 + 1 =