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最大的碳纳米管芯片还说“楬,世界!”

2020-02-14 10:06:08来源:

科学家们创造了迄今为止最大的由碳纳米管制成的计算机芯片:将原子厚的石墨烯卷起来,以超快的速度导电。

一些研究人员希望在未来的计算机中使用碳纳米管,因为它们比硅更快,更高效地导电。到目前为止,工程师们通过缩小称为晶体管的开关来提高普通硅计算机处理器的功率和速度,但是这些已经达到了基本极限。

记者伊丽莎白·吉布尼(Elizabeth Gibney)了解研究人员如何创建碳纳米管处理器。

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第一台碳纳米管(CNT)计算机于20131年制造,仅包含数百个称为晶体管的电子开关。本周在Nature2中透露的处理器有14,000个晶体管。中国上海交通大学的物理学家孙亚南说:“他的工作向前迈出了一大步,并且更接近于商用芯片。”

剑桥麻省理工学院(MIT)的一个团队创建了16位处理器,该处理器可以处理最多由16个二进制数字表示的数字。该设备名为RV16X-NANO,与现代化的中央处理单元相距甚远,但是它执行了一个程序,发出了以下消息:嗨,世界!我是RV16XNano,是由碳纳米管制成的?

为了制造芯片,该团队克服了在电子产品中使用CNT的长期问题。研究人员的策略包括巧妙的电路设计,以减轻管中的自然缺陷,这些缺陷会导致某些金属化,这意味着它们不具备晶体管所需的半导体特性。该处理器还集成了两种对于现代计算机电路必不可少的晶体管。

麻省理工学院物理学家马克斯·舒拉克(Max Shulaker)说,从理论上讲,CNT处理器的运行速度大约是硅芯片的三倍,并且使用大约三分之一的能量,因此其效率可能是硅芯片的十倍。他说,该处理器比硅器件要慢,但原型将得到改善。他补充说:“最重要的是,所有这些技术都与现有的设计工具和制造设施兼容。”