Развитие микроэлектроники характеризуется непрерывным уменьшением всех размеров элементов микросхем и большим увеличением их плотности на кристалле. Это способствует повышению скорости обработки информации. Однако, такой неуклонный рост сложности и быстродействия интегральных схем на основе кремния не может продолжаться неограниченно. В ближайшем будущем этот прогресс столкнётся с фундаментальными ограничениями физики. Одним из перспективных решений проблемы является молекулярная электроника (молетроника). В 1965 году Гордон Мур, директор отдела исследовательской компании Fairchild Semiconductors, сформулировал прогноз, согласно которому количество транзисторов на микросхеме будет ежегодно удваиваться. Прошедшие 35 лет подтвердили справедливость “закона Мура”.
Архив рубрики: Наука
Что Вы знаете о квантовом двигателе и как его создать?
Эффективность любого двигателя напрямую зависит от величины энергетических потерь в процессе его непрерывной работы. Широкое распространение паровые такие двигатели не получили в силу значительных тепловых потерь, которые вместо преобразования в кинетическую энергию в виде движения рассеивались в окружающей среде. В определенной степени реализации стимпанк-мира препятствует сама природа, а именно второй закон термодинамики, постулирующий стремление любой замкнутой системы к равномерному распределению тепла. Данный закон налагает ограничения на эффективность практически всех типов двигателей. Почти непреодолимым препятствием на пути к созданию максимально эффективного (идеального) двигателя является трение, неизбежно возникающее при совершении механической работы – о воздух, о детали механизма и т.д.
Что Вы знаете о голографическом дисплее: история, настоящее и будущее
Все современные технологии стремительно развиваются, приближая нас к тому, что еще недавно считалось практическим уделом научной фантастики. Представьте себе такую возможность: запустить некоторую программу моделирования и получить полноразмерную модель объекта для редактирования в 3D-пространстве; пообщаться с собеседником не через плоское изображение на экране, а посредством объемной голограммы, сквозь которую просвечивает любимый ковер; увидеть прогноз погоды, состояние дорожного движения и другую полезную информацию прямо на стекле окна. Все это уже перестало быть фантазией и стремительно приближается к нам из “Ближайшего будущего”. В этом посте мы рассмотрим, как ученые приближают наступление эпохи голографии, с чего началось развитие этой технологии и какие трудности она испытывает на современном этапе.
Что такое графен и для чего ученые разрабатывают технологию управления графеновыми электронами
Углерод занимает исключительное место в знаменитой таблице Менделеева. Он служит основой для огромного числа неорганических соединений и является ключевым компонентом органических веществ. Уникальность углерода заключается в его способности образовывать различные аллотропные формы, такие как алмаз, графит, фуллерены и нанотрубки (см. рис. 1), каждая из которых обладает весьма уникальными свойствами. Особый интерес представляет графит, а точнее – его атомный слой, называемый графеном. Графен объединяет в себе целый ряд выдающихся свойств, что делает его объектом изучения для тысяч ученых во всем мире в различных областях науки (физика, химия, биология). Никакой другой материал на Земле не может похвастаться одновременным наличием высокой электропроводности, теплопроводности, прочности, гибкости, эластичности, химической устойчивости и высоким коэффициентом оптического поглощения.
Нейроморфные процессоры для ускорения работы нейросетей: история, устройство и перспективы развития
Исследования в области нейронных сетей, начавшиеся в 40-50 годах прошлого века, получили существенное развитие в наши дни. Традиционно для их полноценной реализации использовались современные вычислительные архитектуры. В последнее десятилетие всеми основными аппаратными средствами стали процессоры общего назначения (CPU) и специализированные графические процессоры (GPU) или тензорные процессоры (TPU), основанные на полупроводниковой технологии CMOS. Именно на базе такой комбинации аппаратных средств функционирует подавляющее большинство существующих нейронных сетей, демонстрируя впечатляющие результаты, которые находят широкое применение в различных практических и коммерческих областях. Параллельно с совершенствованием специализированных процессоров и ускорителей, в 2010-х годах начались исследования по созданию альтернативных вычислительных архитектур,
Возможно ли создать высокоскоростную полностью углеродную электронику и для чего это нужно?
Субатомная электроника столкнулась с принципиальными ограничениями, которые обнаружились в традиционной кремниевой платформеы. К ним относятся такие проблемы, как эффективный теплоотвод при высокой плотности размещения элементов, снижение энергопотребления и значительное повышение быстродействия, а также совместимость нейронных сетей, молекулярной электроники и углеродных нанотрубок с кремниевыми технологиями. Открытие графена и его изучение открывают путь к созданию электроники, полностью основанной на углеродных материалах без использования традиционных полупроводников и металлов. Графен – это исключительно уникальный материал: тонкий, прочный, гибкий, прозрачный, с очень хорошей теплопроводностью и электропроводностью. Изменяя его структуру целевым образом, можно получить полупроводниковые или диэлектрические свойства.
