Bittejä ja simulointia atomien mittakaavassa

03.12.2019

ETH-simulaatio-ALBERTA-atomi-bitteja-250-t.jpgAlbertan yliopiston tutkijat kirjoittivat atomitason binaaridataa uudelleen 24-bittisen muistiryhmän ensimmäiselle riville vetymolekyyleillä koodaamaan M-kirjainta.

Elektroniikka ja tietotekniikka suuntaa kohti atomitason rakenteita.

Kanadalaisen Albertan yliopiston tutkijat ovat kehittäneet prosessin, jonka avulla ultratehokkaat atomitasolla toimivat tietokoneet voivat käsitellä dataa ja sata kertaa vähemmällä tehonkäytöllä.

Tutkijat ovat jo aiemmin manipuloineet yksittäisiä atomeja tehdäkseen ultratiheitä muistimatriiseita. Vetylitografiaksi kutsutussa tekniikassa käytetään STM-mikroskoopin (STM) kärkeä piipintaan sitoutuneiden yksittäisten vetyatomien manipuloimiseen binaarikoodin tuottamiseksi.

Datan uudelleenkirjoittamisessa on kuitenkin pullonkaula, koska STM-kärjen on poimittava ja talletettava vetyatomeja tarkasti oikeisiin paikkoihin.

Roshan Achal, Robert Wolkow ja heidän kollegat ovat kehittäneet tehokkaan menetelmän atomimuistiryhmien uudelleen kirjoittamiseksi. Vetykaasun käyttäminen molekylaarisena pyyhkijänä datan uudelleen kirjoittamisessa oli paljon nopeampaa ja helpompaa kuin yksittäisten vetyatomien liikuttelu STM-kärjellä.

Tutkijat osoittivat tekniikan kyvyn kirjoittaa pieni 24-bittinen muistiryhmä. Uusi menetelmä mahdollistaa atomiskaalaisen tietokoneiden valmistamisen tuhat kertaa nopeammin, mikä tekee niistä valmiimpia reaalimaailman valmistukseen, tutkijat sanovat.

ETH-Zurich-simulaatio-nanoelektroniikalle-300-t.jpgKaksi ETH Zürichissä toiminutta tutkimusryhmää ovat puolestaan kehittäneet menetelmän, jolla voidaan simuloida nanoelektroniikkarakenteita ja niiden ominaisuuksia piiatomien tasolla realistisesti, nopeasti ja tehokkaasti.

Siruvalmistajat kokoavat jo transistoreita, joiden mitta on vain muutama nanometri. Nyt yhä tehokkaampien supertietokoneiden kysyntä ajaa teollisuutta kehittämään komponentteja, jotka ovat vielä pienempiä ja samalla tehokkaampia.

Jotta nykypäivän nanotransistorit olisivat tehokkaampia, ETH Zürichin Integrated Systems Laboratoryn (IIS) luisierin johtama tutkimusryhmä simuloi transistoreita käyttämällä OMEN-ohjelmistoa, joka on ns. kvantti siirto simulaattori.

Nyt tutkijat onnistuivat kehittämään ohjelmaa ja erityisesti sen sisäisiä tiedonsiirtoja tehostamalla niin, että kun se aiemmin simuloi lämpöhäviötä noin 1000 atomin transistoreissa, nyt se kykenee 10 000 atomista koostuvien transistorien realistisen simulaation samalla prosessorimäärällä.

Aiheesta aiemmin:

Atomeista nykertäen

Monitoimisia muistirakenteita

Lämmönhallintaa atomitasolla

06.08.2020Elektroniikkaa ja bakteereja
05.08.2020Ensimmäinen neurotransistori
04.08.2020Ferrosähköistä ja topologista muistia
03.08.2020Absorboivaa EMI-suojausta
31.07.2020Eristeidenkin on ohennuttava
24.07.2020Ennätysmäisiä metalinssejä
19.07.2020Grafeeni ja 2D-materiaalit voisivat ohittaa Mooren lain
06.07.2020Elektronit ja fotonit samalla sirulla
26.06.2020Tieteen purskeita kaukaa ja läheltä
26.06.2020Magnon-kytkin teollisesti hyödyllisillä ominaisuuksilla

Siirry arkistoon »