El rendimiento de una computadora no se mide por su velocidad, sino por las operaciones que puede realizar. Por lo tanto, se introdujo flop, que significa número de...

El rendimiento de una computadora no se mide por su velocidad, sino por las operaciones que puede realizar. Por lo tanto, se introdujo flop, que significa la cantidad de operadores de coma flotante que un dispositivo informático puede realizar por segundo.

En esta década, nuestra informática ha alcanzado un fenómeno de velocidad of casi 100 petaflops y en la próxima década apuntamos hacia una velocidad de 1000 zettaflops. Pero la limitación es que la ley de Moore casi ha logrado su extrapolación y, por lo tanto, si tratamos de hacer que los transistores sean más pequeños, las puertas se volverán pequeñas y delgadas y luego la Mecánica Cuántica entrará en el escenario y todos los electrones pasarán a través de la puerta. independientemente de su estado de encendido/apagado debido a Quantum Tunelling (el electrón desaparece en un lado de la puerta y reaparece en el otro lado).

Bueno, hubo muchas soluciones a este problema, como optoelectrónica, aprendizaje automático, etc., pero la que tiene un nivel de hardware central son los procesadores de grafeno que usan nanotubos de carbono, lo que elimina el inconveniente de la sintonización de electrones. Como los electrones no se mueven mucho más rápido en el carbono en comparación con el silicio, podemos controlarlos y modular las puertas en consecuencia.

¿QUÉ ES EL GRAFENO?

Si tienes una losa reactangular de grafito, quitas una capa cuyo espesor es de 1 átomo y esa capa se conoce como grafeno. Más duro que el diamante pero más elástico que el caucho; Más resistente que el acero pero más ligero que el aluminio. El grafeno es el material más fuerte conocido hasta ahora.

El grafeno se ha convertido en uno de los más prometedores nanomateriales por su combinación única de magníficas propiedades:

Una capa monoatómica 2D de grafito también conocida como grafeno.

NANOTUBOS DE CARBONO DE GRAFENO

Si el grafeno es una lámina de carbono de solo un átomo de espesor, los nanotubos de carbono son una especie de versión enrollada del grafeno. Son livianos y fuertes como el acero y, sobre todo, tienen todas las propiedades del grafeno principalmente. Pero lo más relevante para los científicos de materiales es que son un semiconductor casi perfecto. De hecho la computación neuromórfica de la que hablamos, tiene todas sus neuronas implementadas por nanotubos de carbono a nivel de hardware.

Cómo se enrollan y fabrican los nanotubos a partir de grafeno

Aquí hay una breve reseña de uno de los mejores y más avanzados chips fabricados con cualquier nanotecnología emergente, el RISC-V-RV16XNano.

RISC-V-RV16XNano

Un grupo de ingenieros del Departamento Analógico del MIT construyó este chip, que es el chip más grande jamás conocido fabricado con CNT.

Tiene un potencial único para reemplazar cientos de computadoras clásicas con su velocidad computacional de más de 100ZetaFlops.

Se usaron más de 10,000,000 14,702 3,762 CNT para formar 16 16 transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono (CNTFET) CMOS, que se organizaron en 1.8 bloques lógicos digitales, que en conjunto operaron como una CPU de grado microcontrolador de XNUMX bits, específicamente, un RVXNUMXXNano con un tensión de funcionamiento estándar de XNUMX V.

Aunque su nivel de implementación está muy lejos de una CPU moderna, ejecutó un programa que emitió un mensaje: "¡Hola Mundo! Soy RV16XNano, hecho de CNT.

Imagen de microscopía de un RV16XNano completamente fabricado

Este nano chip, fabricado en 2013, acaba de abrir las puertas de la computación de alta velocidad con resultados precisos. Quizás en los próximos 20 o 30 años puedas imaginarte jugando IGI2 en una supercomputadora en tu casa :).

Pero como todo material tecnológico, existe un término llamado “pros y contras” y los CNT también lo tenían.

¿Qué hay de malo con los nanotubos de carbono?

Después del descubrimiento de los nanotubos de carbono en 2004, la gente comenzó a reconocer su potencial como cables "moleculares", algo que parece extremadamente interesante. Sin embargo, sus atributos atractivos vienen con una serie de advertencias. Son propensos a agregarse en paquetes que matan el rendimiento del transistor, la síntesis de nanotubos con quiralidades específicas sigue siendo poco práctica para propósitos de IC, y el control del tipo de transistor para producir los transistores con las polaridades complementarias de tipo n y p que son centrales para la tecnología CMOS es igualmente problemático. . Los investigadores identificaron una serie de soluciones a estos problemas: RINSE (eliminación de nanotubos incubados mediante exfoliación selectiva), MIXED (ingeniería de interfaz metálica cruzada con dopaje electrostático) y DREAM (diseño de resiliencia frente a CNT metálicos).

De todos modos, algunos de los problemas siguen sin resolverse y se están realizando investigaciones. Pero a nivel de hardware abstracto, podemos concluir que los procesadores de grafeno son la quintaesencia de la informática y no tienen limitaciones conocidas a diferencia de los silicios hasta que el próximo Gordon Moore presente una ley: 3

 

Fuente: Procesadores de grafeno y el auge de los nanotubos de carbono | de Rahul Saha | Medio

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