Nanotechnologijos

Kaip nanotechnologijos keičia kompiuterių projektavimo ir konstravimo būdą

Kaip nanotechnologijos keičia kompiuterių projektavimo ir konstravimo būdą



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Nanotechnologijos skaičiavimuose vis labiau populiarėja, nes kompiuteriai ir toliau yra optimizuojami vis mažesniems matmenims.

Nanotechnologija yra „ypač mažų dalykų“ taikymas technologijose, kurias galima ekstrapoliuoti, kad apimtų bet kokį skaičių technologijų, kurios naudoja nanometrų storio dalis.

Visą technologijų sektorių nuolat tobulina naujausios tendencijos ir technologiniai išradimai, o nanotechnologijos žada, kad kompiuteriai bus greitesni, galingesni ir sklandžiau veikiantys mažesniu kiekiu. Tai perspektyvus skaičiavimo sektorius, tačiau norėdami suprasti, koks svarbus vaidmuo tenka, pirmiausia turėtume žengti žingsnį atgal ir geriau suprasti, kas pirmiausia yra nanotechnologijos.

Kas yra nanotechnologija?

Nanotechnologijų idėjos iš pradžių kilo iš fiziko Richardo Feynmano pasiūlytų idėjų. Kalbėdamas Kalifornijos technologijos institute 1959 m., Jis pradėjo aprašyti procesus, kurie leistų mokslininkams ir inžinieriams kontroliuoti ir manipuliuoti pavieniais atomais ir molekulėmis. Šioje diskusijoje Feynmanas pirmą kartą sugalvojo terminą „nanotechnologija“.

Tik 1980-ųjų pradžioje skenuojantys mikroskopai buvo naudojami atskirų atomų stebėjimui, jau nekalbant apie technologijas, leidžiančias jais manipuliuoti.

Techniniu mastu nanotechnologijas gali būti šiek tiek sunku suvokti. Vienas nanometras prilygsta milijardinei metro daliai. Nors ir tai yra šiek tiek sunku suvokti, koks visiškai mažas yra tokio dydžio. Kalbant apie perspektyvą, viename colyje yra 25,4 milijonai nanometrų, o galbūt dar didesnė perspektyva, jei vienas standartinis marmuras būtų nanometro dydžio, žemė atitiktų tik 1 metro dydį.

SUSIJEDS: MOKSLOJAI RENGIA NAUJĄ METAMATERIALĄ, KURIUOSE JUNGTYS Efektyviau veikia šviesos energiją

Nanotechnologijos yra mažos. Daugumai nanotechnologijų sukurti ir pamatyti reikia labai galingų mikroskopų, atsižvelgiant į tai, kad faktinės struktūros yra lygiavertės atomų dydžio.

Nanotechnologijų erdvėje naudojami įrankiai yra nuskaitymo tunelinis mikroskopas arba STM ir atominės jėgos mikroskopas arba AFM. Didžiąją dalį nanotechnologijų sektoriaus sukūrė šie dviejų tipų mikroskopai.

Vienas įdomus faktas apie nanotechnologijų istoriją yra tas, kad ji techniškai buvo naudojama tūkstančius metų. Dar ankstyvais vitražo kūrimo laikais į stiklo mišinį buvo dedama aukso ir sidabro dalelių, kad būtų pakeistos stiklo spalvos. Tuo metu stiklo kalviai dar nežinojo, tačiau šis papildymas iš tikrųjų pakeitė ne tik spalvą, bet ir molekulinę stiklo struktūrą.

Kaip nanotechnologijos keičia skaičiavimus

Pereidami į nanotechnologijas skaičiavimo sektoriuje, galime pradėti geriau suprasti, kokia technologija yra kosmose.

Anglies nanovamzdeliai yra viena iš technologijų, kuri padeda kurti mažesnius ir greitesnius tranzistorių modelius, visų pirma IBM rankose. IBM kuria šiuos anglies nanovamzdelių tranzistorius, siekdama užkirsti kelią silicio tranzistorių senėjimui. Po 2020 m., Šiais metais, teoriškai teigiama, kad silicio tranzistoriai pasieks fizinę optimizavimo ribą. Kita vertus, anglies nanovamzdelių pagrindu pagaminti tranzistoriai suteiktų pakaitalą, kuris ir toliau optimizuojamas.

Didžioji šio siekio sukurti vis mažesnius tranzistorius kompiuteriams tikslas yra neatsilikti nuo Moore'o dėsnio. Šis dėsnis ar daugiau prognozių teigia, kad tranzistorių, kuriuos galima supakuoti į tam tikro dydžio grandinę, skaičius kas dvejus metus padvigubės.

SUSIJEDS: MOKSLININKAI KURIA DNR ROBOTUS, KURIOS vieną dieną galėtų pristatyti vaistus jūsų kūno viduje

To laikymasis reikštų, kad iki šių metų pabaigos inžinieriai turėtų sugebėti sukurti mažesnes nei 5 nanometrų tranzistorių struktūras.

Viena iš didžiausių anglies nanovamzdžių tranzistorių problemų yra ta, kad nors tyrėjai sugeba padaryti juos neįtikėtinai mažus, jų, kaip tranzistorių, našumas yra žemesnis nei silicio tranzistorių. Tačiau mokslininkai greitai ieško sprendimų šiai problemai įveikti. Viskonsino-Madisono universiteto mokslininkai kuria anglies nanovamzdelių tranzistorius, galinčius pralenkti silicio. Iš tikrųjų jų išbandytas našumas buvo 1,9 karto didesnis nei silicio tranzistorių.

Jei tai bus keičiama ir kopijuojama, tai žymės vieną reikšmingiausių praktinių tranzistorių projektavimo laimėjimų per pastaruosius kelis dešimtmečius. Visa tai - nanotechnologijų rankose.

Geriausi šios srities tyrėjai teigia, kad anglies nanovamzdelių tranzistoriai turėtų sugebėti veikti 5 kartus didesniu greičiu ir 5 kartus mažesne energija nei silicio tranzistoriai. Tačiau tai yra idealus scenarijus. Reali problema šioje nanotechnologijų skaičiavimo srityje yra anglies nanovamzdelių tranzistorių gamyba ir izoliavimas.

Gana sunku izoliuoti grynas anglies nanovamzdelius, kuriuos galima naudoti tranzistoriams. Bet kurio nanovamzdelio gabalo priemaišos iš esmės daro tranzistorių nenaudingą.

Kaip galite suprasti iš šio nanotechnologijų vystymosi anglies nanovamzdelių srityje, nieko nėra lengva, kai dirbate tokiu sumažintu mastu.

Kompiuterių srityje nanotechnologijos taip pat vertinamos kaip geresnis duomenų perdavimo būdas. Toli nuo fizinių nanodarinių, fizikai tiria tai, kas vadinama nanofotonika. Tai perduotų nano dydžio optinius signalus duomenims koduoti ir dekoduoti.

SUSIJEDS: MOKSLOJAI GAMINI MIKROSKOPIN MON MONA LISA KOPIJĄ, UŽTIKRINANČIĄ DNR GAMINAS

Vis dėlto nanotechnologijos turi ir vaidins svarbų vaidmenį skatinant kompiuterių mokslą ir kompiuterių plėtrą. Kai humanitariniai mokslai vis labiau kuria ir stebi pasaulio aspektus nanometrų skalėje, nekyla abejonių, kad šiuolaikinių skaičiavimų ateitis ir šiuolaikinių technologijų ateitis iš tikrųjų yra nanotechnologijos.


Žiūrėti video įrašą: Kompiuterinio projektavimo operatoriaus mokymo programa (Rugpjūtis 2022).