Nauji Masačusetso (JAV) universiteto mokslininkų atradimai gali padėti sukurti procesorius, kuries gebės dirbti iki 1000 GHz taktiniu dažniu, t. y., kalba eina net apie 1 THz (teraherco) spartos kartelės pasiekimą. Ne gana to, esminių naujovių tam gali nė nereikėti, pakaks kiek patobulinti esamas technologijas.
Nauji Masačusetso (JAV) universiteto mokslininkų atradimai gali padėti sukurti procesorius, kuries gebės dirbti iki 1000 GHz taktiniu dažniu, t. y., kalba eina net apie 1 THz (teraherco) spartos kartelės pasiekimą. Ne gana to, esminių naujovių tam gali nė nereikėti, pakaks kiek patobulinti esamas technologijas.
„Elektronikos pasaulyje, siekiant spartos, visuomet bandoma didinti taktinius dažnius – taip daroma visur, nuo mobiliųjų telefonų iki kompiuterių. Tačiau labai sunku generuoti aukštą dažnį, siekiantį 4 ar 5 gigahercus (GHz). Čia naujojo grafeno (angl. graphene) technologija ir galėtų padėti. Ji leis pasiekti 500–1000 GHz dažnį“, – pasakoja Tomas Palacios, Masačusetso universiteto profesorius.
Naujosios technologijos esmė ir yra būtent vadinamojo grafeno naudojimas. Tai grynoji anglies forma, pirmąsyk atrasta 2004 metais. Tyrėjams jau pavyko naudojant grafeną pagaminti tranzistorius, kurie telpa viename atomų sluoksnyje. Baisu ir pagalvoti, kiek jų tilptų nedideliame procesoriuje...
„Mokslininkai bando grafeną įdarbinti nuo pat jo atradimo 2004-aisiais. Tikiu, jog mūsų sprendimas padės jam įsikurti daugybėje elektronikos prietaisų. Mes išplėtėme ankstesnių bandymų ribas – sukūrėme būdą, leidžiantį dvigubai padidinti taktinį grafeno tranzistorių dažnį. Jį sėkmingai taikant, bus galima pasiekti dažnius, kurie už dabartinius aukštesni kelis kartus“, – teigia T. Palacios.
Iš to paties grafeno pagamintas lustas dirba kaip taktinio dažnio daugiklis. Jis gali priimti tam tikro dažnio elektros signalą ir perduoti jį toliau kelis kart aukštesniu dažniu. Dabartinis Masačusetso tyrėjų daugiklis taktinį dažnį padidina du kartus.
Dažnio daugikliai apskritai nėra naujiena – jie naudojami radijo bangų perdavime ir daugybėje kitų sričių. Tačiau juos ligi šiol sudaro daug komponentų, o rezultatinis signalas gaunamas pilnas triukšmų, be to, naudojama daug energijos. Tuo tarpu grafeno daugiklis turi tik vieną tranzistorių bei užtikrina švarų signalą, kurio nereikia filtruoti.
Masačusetso universitetui talkinantis profesorius Tomas Palacios didžiąją dalį darbo ir atliko. Jam padėjo profesorius Jingas Kongas su dviem studentais – Han Wang ir Daniel Nezich.
Dažnio daugiklis tebegyvena laboratorijoje, bet jo kūrėjai tiki, jog kelias į masinį vartojimą nebus ilgas. Anot T. Palacios, daugiklio gamyba didžiąja dalimi grįsta dabartine procesorių gamybos technologija, tad komercinio naujovės starto galima tikėtis gana greit – po vienerių, blogiausiu atveju – dviejų metų.
Gana įdomus aspektas yra tai, kad projektą finansuoja Masačusetso universiteto Armijos nanotechnologijų institutas. Nekeista, jog kariškiai naujove jau susidomėjo. Anot T. Palacios, būdu siekti terahercinių aukštumų domisi ir verslo atstovai, procesorių gamintojai.
Savo prigimtimi grafenas giminingas gerokai plačiau žinomiems anglies nanovamzdeliams (angl. carbon nanotubes), kurie taip pat gaminami iš vieno atomo storio anglies lakštų. Ilgą laiką netrūko mokslininkų, abejojančių, ar nelankstant šių plonųjų lakštų galima pasiekti pakankamo jų stabilumo, užtikrinti patikimą konstrukcijos darbą.
„Šiandieniniame fizikos pasaulyje grafenas yra viena įdomesnių temų. Tai pati tvirčiausia kada nors atrasta medžiaga, kuri pasižymi daugybe savybių. Pavyzdžiui, elektronai juo juda 100 kartų greičiau nei siliciu, kuris naudojamas procesorių gamyboje“, – pasakoja tyrimų vadovas.
Vienas iš iššūkių, žengiant komercinio susijusių technologijų panaudojimo link, gali būti pakankamo grafeno tiekimo užtikrinimas. Tiek seniau, tiek dabar, grafeno išgavimas vykdomas gana primityviomis priemonėmis. Vienas iš veiksmų, tarkime, yra grafito apvyniojimas lipnia juosta. Nuo to, kas prie jos liko prilipę, vėliau ir bandoma perkelti grafeną ant silicio plokštės ar kitos medžiagos.
Tyrėjai bando rasti sprendimą ir čia. Profesorius Jingas Kongas kuria metodą, kuris turėtų leisti tiesiog auginti grafeno plokštes. Gali būti, kad net bus galima iškart auginti plokštes, sudarytas iš daugybės dažnio daugiklių. Trumpiau tariant, projektas įspūdingas, o užmojai – stebinantys.
„Ateityje grafenui elektronikos pasaulyje teks esminis vaidmuo. Tiesio reikia rasti tinkamas priemones ir technologijas jo išskirtinėms savybėms išnaudoti. Dažnio daugikliai – viena iš jų“, – sako T. Palacios.
Na, skamba įdomiai. Nors nieko labai netikėto – nejaugi kas tikėjot, kad taip ir liksime sėdėti su <8 GHz procesoriais, turinčiais 1, 2, 4, 8.... 30, 90 ar kažkiek branduolių?
