Цифровой журнал «Компьютерра» № 192

Пусть он примитивен, пусть неспешен. Но он недостижимо прост — а значит, уже в первые полчаса — да что там, в первые десять минут! — новичок, для которого компьютер до сих пор был магическим артефактом, сможет сделать что-то своими руками. Сможет сам заставить машину сделать что-нибудь! Вы помните свой первый раз? Помните восторг, который испытали, когда ваши первые бейсиковские строки заставили компьютер подчиниться для неговашей воле? И разве вы, начиная, преследовали цель обучиться конкретным технологиям? Рискну предположить, вы начинали программировать даже не для того, чтобы понять, как работает машина, а просто чтобы получить удовольствие от управления ею!

Ну а заставив машину прокатить вас, усвоив базовые концепции программирования (для чего BASIC так же хорош, как и любой другой язык), можно спрыгнуть куда угодно. Моё поколение уходило в машинные коды и ассемблер (вот, кстати, продолжение лично моей истории: «Мой первый стартап: Россия, 94-й»); сегодня, вероятно, разумным выбором будет Python или Javascript.

Но — начинать? Руки прочь от святыни! BASIC ещё послужит.

К оглавлению

От кремния к углероду: как создавали первый процессор на углеродных нанотрубках Андрей Васильков

Опубликовано 26 сентября 2013

Группа исследователей из Стэнфордского университета впервые создала процессор, в котором вместо кремния применяются углеродные нанотрубки. На его основе был собран стенд с периферией и измерительным оборудованием, работающий как демонстрационный компьютер под управлением специально написанной для него многозадачной операционной системы.

_{Компьютер на базе процессора из углеродных нанотрубок (фото: theverge.com).}

Постоянная работа над уменьшением размеров логических элементов в микросхемах была и до сих пор остаётся главным направлением развития полупроводниковой промышленности. Именно она лежит в основе роста производительности и повышения энергоэффективности чипов каждого нового поколения. Очевидно, это не может продолжаться до бесконечности — в силу технических причин и физических ограничений.

Вице-президент компании Intel и директор отдела технических исследований Майкл Мэйберри (Michael C. Mayberry) что-тоотмечает, что новым барьером станет техпроцесс с нормами 7 нм. Перейти на более тонкий помешают уже недостатки самого кремния. Единственный выход — использовать вместо него  другое.

Уже многие годы особое внимание уделяется искусственно создаваемым полупроводниковым материалам, способным заменить кремний в микросхемах. С появлением нанотехнологий углеродные нанотрубки (УНТ) стали рассматриваться в качестве одной из наиболее перспективных структур для микроэлектроники. Однако до сего дня все связанные с ними научные работы были демонстрациями единичных элементов или вовсе сугубо теоретическими выкладками.

Группе под руководством адъюнкт-профессора Субхасиша Митры (Subhasish Mitra) удалось добиться первых практических результатов. Сорок четыре года прошло между появлением первого кремниевого микротранзистора и его более совершенного аналога углеродной природы. Ещё пятнадцать лет потребовалось на доработку технологии производства УНТ и объединения разрозненных элементов из них в логическую схему — процессор, слегка превосходящий по своим возможностям уровень доказательства концепции.

_{Схема процессора из углеродных нанотрубок (изображение: Nature / Max M. Shulaker et al.).}

Столь долгий период был обусловлен рядом сложных проблем, главной из которых стали свойства самих УНТ. Формально углеродная нанотрубка — полупроводник, но в реальном макрообразце всегда получается примесь нанотрубок со свойствами проводника. К тому же в процессе их производства крайне трудно добиться отсутствия боковых ветвлений и упорядоченного расположения, однородности их размеров и структуры. Нарушения взаимной ориентации создают паразитные соединения, а длина и структура прямо влияют на физические свойства. 

Коллектив из Стэнфордского университета решил временно пожертвовать размером транзисторов ради проверки самой идеи создания процессора из УНТ. Для эксперимента были выбраны нанотрубоки диаметром около десяти нанометров. Такой размер сопоставим с разрешающей способностью современного оборудования для фотолитографии, однако при прочих равных УНТ обладают большей подвижностью электронов, обеспечивая лучшую энергоэффективность.