コンピュータのパフォーマンスは、その速度ではなく、実行できる操作によって測定されます。したがって、フロップが導入されました。これは、…の数を意味します。
コンピューターのパフォーマンスは、その速度ではなく、実行できる操作によって測定されます。したがって、フロップが導入されました。これは、コンピューティングデバイスがXNUMX秒間に実行できる浮動小数点演算子の数を意味します。
このXNUMX年間で、私たちのコンピューティングは現象の速度を達成しました ofほぼ100ペタフロップスであり、次の1000年間で、XNUMXゼッタフロップスの速度を目標としています。 しかし、制限は、ムーアの法則がほぼその外挿に達していることです。したがって、トランジスタをより小さくしようとすると、それに応じてゲートが小さく薄くなり、量子力学がシナリオに入り、すべての電子がゲートを通過します。量子チューンリングによるオン/オフ状態に関係なく（電子はゲートの片側で消え、反対側で再び現れます）。
そうですね、オプトエレクトロニクスや機械学習など、この問題には多くの解決策がありましたが、コアハードウェアレベルの解決策は、電子調整の欠点を排除するカーボンナノチューブを使用したグラフェンプロセッサです。 電子はシリコンと比較して炭素内を非常に速く移動しないため、実際に電子を制御し、それに応じてゲートを変調することができます。
グラフェンとは何ですか？
グラファイトの反応角のあるスラブがある場合は、厚さが1原子の層を剥がし、その層をグラフェンと呼びます。 ダイヤモンドよりも硬く、ゴムよりも弾力性があります。 鋼よりも丈夫でありながら、アルミニウムよりも軽い。 グラフェンはこれまでで最も強力な既知の材料です。
グラフェンは最も有望なもののXNUMXつとして浮上しています ナノ材料 優れた特性のユニークな組み合わせのため：
- 知られるまで熱の最良の伝導体。
- 光学的に透明。
- 軽量でありながら密度が高く、ヘリウムなどのガスを透過しません。
- その電子移動度はシリコンよりも約112.3倍高速です。
グラフェンとしても知られるグラファイトの2D単原子層。 グラフェンからのカーボンナノチューブ
グラフェンがちょうどXNUMX原子の厚さの炭素のシートである場合、カーボンナノチューブは、グラフェンのロールアップバージョンのようなものです。 それらは鋼のように軽量で丈夫であり、最も効果的には主にグラフェンのすべての特性を備えていました。 しかし、材料科学者に最も関係があり、彼らはほぼ完璧な半導体です。 実際、私たちが話しているニューロモルフィックコンピューティングでは、すべてのニューロンがハードウェアレベルでカーボンナノチューブによって実装されています。
ナノチューブがどのように巻かれ、グラフェンから作られるか これは、新しいナノテクノロジーから作られた最高級で高度なチップのXNUMXつである RISC-V-RV16XNano。
RISC-V-RV16Xナノ
MITのエンジニアグループであるアナログ部門がこのチップを製造しました。これは、CNTを使用して製造されたこれまでで最大のチップです。
数百台の従来のコンピューターを100ZetaFlopsを超える計算速度に置き換える唯一の可能性があります。
10,000,000を超えるCNTを使用して14,702個のCMOSカーボンナノチューブ電界効果トランジスタ（CNTFET）を形成し、さらに3,762個のデジタルロジックブロックに配置して、16ビットマイクロコントローラーグレードのCPUとして動作させました。 16Vの標準動作電圧。
その実装レベルは最新のCPUからはほど遠いですが、次のメッセージを出力するプログラムを実行しました。こんにちは世界！ 私はCNTから作られたRV16XNanoです"。
完全に製造されたRV16XNanoの顕微鏡画像 2013年に製造されたこのナノチップは、正確な結果で高速コンピューティングの扉を開いたばかりです。おそらく今後20〜30年で、自宅のスーパーコンピューターでIGI2をプレイすることを想像できます:)。
しかし、すべての技術資料と同様に、「プロとコーン」と呼ばれる用語があり、CNTにもそれがありました。
カーボンナノチューブの何が問題になっていますか？
2004年にカーボンナノチューブが発見された後、人々はその可能性を「分子」ワイヤーとして認識し始めました。これは非常にクールに思えます。 ただし、それらの魅力的な属性にはいくつかの注意点があります。 それらはトランジスタの性能を損なう束に凝集する傾向があり、特定のキラリティーを持つナノチューブを合成することはICの目的には非現実的であり、トランジスタタイプを制御してCMOS技術の中心となる相補的なn型およびp型の極性を持つトランジスタを生成することも同様に問題があります。 研究者らは、これらの問題に対する一連の解決策を特定しました。RINSE（選択的剥離によるインキュベートされたナノチューブの除去）、MIXED（静電ドーピングと交差する金属界面工学）、およびDREAM（金属CNTに対する弾力性の設計）。
とにかく、いくつかの問題はまだ解決されておらず、研究が進んでいます。 しかし、抽象的なハードウェアレベルでは、グラフェンプロセッサはコンピューティングの真髄であり、次のゴードンムーアが法を制定するまで、シリコンとは異なり、既知の制限はないと結論付けることができます：3
グラフェンプロセッサとカーボンナノチューブの台頭| RahulSaha著| 中くらい
