Создана полная микроэлектромеханическая версия легендарного микропроцессора Intel 4004

Группа ученых, в которую входили Ральф Меркл (Ralph Merkle) и Роберт Фреитас (Robert Freitas), продемонстрировала, что при помощи нескольких базовых мироэлектромеханических компонентов может быть создана полноценная тьюринговая вычислительная система. Используя 2-микронную MEMS-технологию, эти исследователи создали полный микроэлектромеханический аналог 4-битного процессора 4004, который появился на свет в 1971 году и стал первым микропроцессором, доступным на коммерческом рынке.

Основным микроэлектромеханическим компонентом системы стал логический элемент 2И-НЕ, вся остальная логика процессора, включая регистры, триггеры, память и т.п., была построена на основе этого базового компонента. Структура созданного MEMS-процессора более проста, что другие попытки реализаций механических тьюринговых вычислительных систем. Но ни в одном из компонентов нет никаких трущихся частей, это обуславливает малое количество энергии, требующейся для работы устройства, и его достаточно высокое быстродействие.

Как уже упоминалось выше, для создания MEMS-процессора была использована технология Multi-User MEMS Processes (MUMPs), которая обеспечивает производство отдельных элементов с минимальным размером в 2 микрона. Для создания комплементарной пары транзисторов требуется площадь 640 на 1017 микронов, а на кремниевой подложке, площадью 2.8 квадратных сантиметра, можно разместить 2200 транзисторов, что эквивалентно количеству транзисторов в микропроцессоре Intel 4004.

Читайте также:  Фотоэлемент впервые объединили в одно устройство с перезаряжаемым аккумулятором
Микропроцессор Intel 4004
Микропроцессор Intel 4004

Потенциал существующих MEMS-технологий огромен, кроме того, что в ближайшем будущем размеры элементов микроэлектромеханических устройств могут быть уменьшены, за счет чего будет увеличено их быстродействие и экономичность. Уже сейчас на базе существующих микроэлектромеханических компонентов можно создавать AND, NAND, NOR, NOT, OR, XNOR и XOR, что, в свою очередь, позволит создавать очень сложные вычислительные узлы и устройства.

Микроэлектромеханические , подобные описываемому здесь процессору, имеет потенциал для обеспечения производительности в 1 триллион гигафлопс на ватт. Это в 100 миллиардов раз эффективней самых «зеленых» из существующих суперкомпьютеров, которые обеспечивают производительность порядка 18 гигафлопс на ватт.

Прочитав все описанное выше, можно задаться вопросом, зачем нужна разработка таких экзотических вычислительных систем, если традиционные кремниевые системы и так неплохо справляются с возлагаемыми на них задачами? Однако, множество исследовательских групп занимаются сейчас разработками альтернативных вычислительных технологий, в том числе механических, биологических, биохимических и т.п. Ведь такие технологии в некоторых случаях имеют целый ряд преимуществ перед кремниевой электроникой. Механические системы, к примеру, могут работать при более низких и более высоких температурах, на них не оказывает пагубное влияние радиационное излучение, что делает их идеальными кандидатами на использование в космосе и в других областях с экстремальными условиями эксплуатации.

Читайте также:  Российская нейрогарнитура BrainReader выйдет на международный рынок

Источник: www.dailytechinfo.org

Похожие статьи:

  • Цена игрового ПК Maingear Rush Ultimus может превышать $30 00003.02.2019 Цена игрового ПК Maingear Rush Ultimus может превышать $30 000 (0)
    Компания Maingear анонсировала сверхмощный настольный компьютер Rush Ultimus, рассчитанный на самых требовательных пользователей и энтузиастов с тугим кошельком.  Основой системы […]
  • В Китае создали «лазерный АК-47»02.07.2018 В Китае создали «лазерный АК-47» (0)
    Специалисты Сианьского института оптики создали прототип стреляющей лазером винтовки ZKZM-500. Ее уже прозвали «лазерным АК-47», пишет South China Morning Post.  «Боль будет […]
  • Станции зарядки для гаджетов01.06.2017 Станции зарядки для гаджетов (0)
    В настоящее время практически нереально встретить человека без современных телефонов, планшетов или других носимых гаджетов. И естественно, что каждое устройство требует своевременного […]
  • Автомобиль на солнечных батареях проехал более 500 километров24.09.2014 Автомобиль на солнечных батареях проехал более 500 километров (0)
    Автомобилю на солнечных батареях удалось проехать от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско, сообщает Agence France-Presse. Расстояние между этими городами равняется 560 километрам. Движение […]

Оставить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *