可編程納米處理器,可編程納米處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),特點(diǎn)等
該芯片包含多個(gè)“瓦片”式的模塊，每個(gè)模塊包含496個(gè)可編程晶體管，全部由10納米厚度的鍺納米線構(gòu)成。此次研究展示的成果就是用這些“瓦片”設(shè)計(jì)、搭建和使用可編程芯片，其可復(fù)制性、可擴(kuò)展性與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造方式截然不同。
研究人員利用最新技術(shù)設(shè)計(jì)并合成出全新納米線組件，這些納米線組件展示出了構(gòu)建功能性電子線路所需的可重復(fù)性，而且完全可以升級(jí)，這就使得組裝更大型、功能更強(qiáng)大的納米處理器成為可能。他們同時(shí)還證明，這些超薄納米電路可以采用電學(xué)方法進(jìn)行編程，讓其執(zhí)行大量基本運(yùn)算和邏輯功能。
此類納米處理器的一大特色即低功耗和非易失性，一旦納米線晶體管經(jīng)過編程，不需要施加任何電壓就可保持信息的存儲(chǔ)。未來，這種簡單、低功耗、專用型的納米控制器可用于微型嵌入式系統(tǒng)、生物醫(yī)藥設(shè)備等。
不過，這樣的新概念納米處理器短期內(nèi)還很難與傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造技術(shù)相競爭。該原型芯片單個(gè)晶體管的面積為1.9平方微米，是32nm CMOS技術(shù)制造芯片單個(gè)晶體管0.09平方微米面積的20倍以上。
這款原型處理器代表著用合成納米級(jí)元件組裝復(fù)雜計(jì)算電路上重大突破。同時(shí)，該處理器還擁有可編程特性，可以實(shí)現(xiàn)加減乘除以及鎖存等基本數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算。哈佛大學(xué)負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的首席科學(xué)家Charles M. Lieber表示，這項(xiàng)工作代表著自下而上方式制造電路技術(shù)在復(fù)雜性和功能上的一次飛躍，證明了這種與目前商用處理器制造方式截然不同的方法，未來可以用于有效的制造納米處理器以及其他集成系統(tǒng)。
過去的10年到15年內(nèi)，科學(xué)家們一直在研究納米線、碳納米管以及其他納米結(jié)構(gòu)，并幾乎組裝出了所有設(shè)備，但由于單個(gè)納米結(jié)構(gòu)性能的多樣性這一重大局限，最基本電路一直無法研制成功�，F(xiàn)在，這個(gè)最新研究完全克服了這一局限，采用自下而上的方式構(gòu)建出最基本電路。
另外，該納米處理器中的電路在操作時(shí)耗能極少。由于納米線組件中包含的晶體管開關(guān)是“永久性的”，與傳統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)電路中的晶體管不同，一旦該納米線晶體管被編程，它們不需要任何額外的電能來保存其記憶。
