Внимание абитуриентов! Объявляется дополнительный набор на заочное отделение по специальности техник-электрик

27.10.2020 в 10:00
Новые исследования ученых позволят увеличить скорость работы транзисторов в 10 тысяч раз

Миллион гигагерц — скорость процессора

Изображение
6 Декабря 2012

Компьютер будущего

Основой всей современной электроники являются транзисторы. Новые исследования ученых позволят увеличить скорость работы транзисторов в 10 тысяч раз. Новые транзисторы приводятся в действие лазерными импульсами. Исследование было проведено учеными Государственного университета Джорджии (профессора Марк Стокман (Mark Stockman) и Вадим Апалков (Vadym Apalkov)) совместно с научными сотрудниками из немецкого Института квантовой оптики Макса Планка, а также представителями других немецких научных организаций.

В современном мире существует три базовых материала: металлы; полупроводники (используемые в современных транзисторах) и изоляционные материалы или диэлектрики, которые не проводят электрический ток. Вот эти последние и предлагается использовать в электронных устройствах нового поколения. На первый взгляд это весьма странная идея. Но разберемся в ней несколько подробнее.

Диэлектрики, как уже было сказано, не проводят электричество. Воздействие на них мощных энергетических полей приводит к их повреждению. Ученые обнаружили, что под воздействием на диэлектрики короткими, но интенсивными электрическими импульсами, они начинают проводить электрический ток и при этом сохраняют свою целостность.

Компьютер будущего

Кратчайшее время, занимаемое сигналом, проводимым диэлектриком, составляет 1 фемтосекунду. Это время колебания световой волны или одна квадриллионная доля секунды. Столь малый временной промежуток вообще не укладывается в человеческом сознании. Достаточно лишь подробнее прочитать о порядке этих величин, чтобы осознать фантастическое неправдоподобие таких скоростей.

Что это дает на практике? Устройства на базе диэлектрических транзисторов позволят существенно расширить возможности компьютерных устройств. Современные процессоры работают со скорость ю слегка выше 3 ГГц. Диэлектрические чипы смогут работать со скорость ю в миллион гигагерц . Фантастика, которая уже почти стала реальностью. Сравните с теми возможностями, которые у вычислительной техники всего полвека назад . Профессор Марк Стокман рассказал о достигнутых результатах:

Сейчас мы располагаем возможностью создания устройства, работающего в 10 тысяч раз быстрее транзистора с тактовой частотой в 100 гигагерц … Материал начинает проводить электричество при воздействии на него мощного светового поля. Диэлектрики в 10 тысяч раз быстрее полупроводников.

Компютер будущего

Результаты этого поистине фантастического открытия были опубликованы 5 декабря 2012 года научным журналом Nature. Среди организаций, принимавших участие в проведении исследований, помимо вышеназванных, отмечены департамент физики Мюнхенского техннического университета, департамент физики Университета Людвига Максимиллиана (Мюнхен) и Институт Фрица Хабера (Берлин).

В то же время, по мнению ученых, диэлектрики не могут использоваться для прохождения сигнала. Под воздействием мощных электрических полей они разрушаются. Воздействие мощного поля может длиться лишь в течение очень краткого промежутка времени.

Компьютер будущего

  Во второй статье, также опубликованной журналом Nature 5 декабря 2012 года, Стокман и его коллеги рассматривают эксперимент, суть которого состоит в воздействии на кварцевый диэлектрик кратковременными, но очень мощными, ультрафиолетовыми импульсами. Ученые отмечают, что самая высокая (из достижимых) скорость процесса составляет 100 аттосекунд. Пока человек моргнет глазом, пройдут миллион ы таких временных промежутков.

Просмотров: 515. Всего комментариев: 0
Имя *:
Email:
Подписка:1
Код *: