Микропроцессор создан из дисульфида молибдена и содержит 115 транзисторов. Подробно традиционным кремниевым устройствам, он способен выполнять заданные пользователем алгоритмы и передавать данные на периферийные устройства.
Микропроцессор имеет двумерную структуру, в отличие от трехмерной структуры кремниевых устройств. Это позволяет, по мнению ученых, без снижения производительности добиться лучших показателей миниатюризации электронных компонентов.
Созданный двумерный микропроцессор совместим с существующими технологиями производства полупроводников, а также, по словам авторов, легко масштабируем до более сложных архитектур и функциональных возможностей. В частности, отмечают ученые, он может стать альтернативой кремниевым устройствам.
Тут есть два момента...
Первое - теоретически, трехмерные структуры более минитюаризированы. То есть, на одной площади за счет нескольких слоев схемы можно уместить больше транзисторов. Так что возврат к двумерным структурам может показаться шагом назад. С другой стороны, каждый транзистор выделяет тепло, и в трехмерных структурах выделение тепла на единицу площади микросхемы уже болтается где-то вблизи предела того, что может быть рассеяно кулерами с обычным обдувом воздухом. Поскольку двумерная структура имеет всего один слой, тепловыделение на единицу площади при прочих равных у нее ниже, можно повышать тактовую частоту, не опасаясь перегрева. То есть - в линейных вычислительных архитектурах, например в конвейерах, иметь больше операций в единицу времени.
Второе - механическая составляющая. Чем больше кристалл, тем легче его повредить. Более того, нагреваясь в процессе работы, он испытывает термические напряжения. В многослойных схемах с высоким удельным выделением тепла, при том, что сам материал кристалла отнюдь не лучший теплопроводящий материал, это может приводить к образованию внутренних микротрещин. В двумерных же схемах удельное тепловыделение низкое, а общая минимальная толщина предполагает расположение схемы на другом материале, коим может вполне выступать теплопроводящая подложка, равномерно рассеивающая тепло и препятствующая формированию внутренних напряжений.
Насколько я понял, главных цимесов у австрийских физиков два - это следующая ступень минитюаризации элементов схемы, с одной стороны, и совместимость с текущими технологиями изготовления микросхем, с другой. И здесь неважно, что они сделали схему всего из 115 транзисторов. Если получится существующими методами делать такие процессора, по параметрам соответствующие хотя бы ARM-мам, это значит, что при сохранении размерностей элементов схем - а нынешние размерности уже близки к минимаьным, которые можно нормально реализовывать при сборке плат - мы получим более экономные и более быстрые устройства с достаточной вычислительной мощностью.
Вряд ли двумерные архитектуры, пусть и суперминиатюрные, приведут к резкому скачку вычислительной мощности в топовых приложениях. Это связано с большими габаритами по сравнению с многослойными схемами. Однако в секторе слабых и средне-слабых вычислительных систем, к коим относятся и персональные компьютеры, это может дать заметный прирост мощности при одновременном снижении энергопотребления. А в области встраиваемой электроники - так вообще может начаться революция.
Если уже сейчас в объем флешки вбивается вполне себе Виндовс-ПК, то при большей вычислительной мощности вполне возможно, что получится сделать карманный Виндовс-ПК, на котором можно будет играть в танчики...
Journal information