Κατασκευή υπολογιστών βασισμένων σε νανοσωλήνες άνθρακα

Η σμίκρυνση των ηλεκτρονικών συσκευών υπήρξε η κύρια κινητήρια δύναμη πίσω από τον κλάδο των ημιαγωγών, και έχει επιφέρει σημαντικές βελτιώσεις στην υπολογιστική ισχύ και την ενεργειακή απόδοση. Αν και εξελίξεις με βάση το πυρίτιο ηλεκτρονικά συνεχίσουν να γίνονται, οι εναλλακτικές τεχνολογίες διερευνώνται. Ψηφιακά κυκλώματα με τρανζίστορ κατασκευασμένα από νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs) έχουν τη δυνατότητα να ξεπεράσουν το πυρίτιο με τη βελτίωση της ενεργειακής καθυστέρηση των προϊόντων, μια μέτρηση της ενεργειακής απόδοσης, κατά περισσότερο από μία τάξη μεγέθους. Ως εκ τούτου, CNTs είναι ένα συναρπαστικό συμπλήρωμα των υφιστάμενων ημιαγωγών technologies1, 2. Λόγω των σημαντικών θεμελιωδών ατελειών που συνδέονται με CNTs, ωστόσο,  μόνο πολύ βασικά μπλοκ κυκλωμάτων έχουν καταδειχθεί. Εδώ μπορούμε να δείξουμε πώς αυτές οι ατέλειες μπορούν να ξεπεραστούν, και να κατασκευαστεί ο πρώτος υπολογιστής χτισμένος εξ 'ολοκλήρου με CNT-με βάση τρανζίστορ. Ο υπολογιστής CNT τρέχει ένα λειτουργικό σύστημα που είναι σε θέση να κάνουν multitasking: ως απόδειξη, μπορούμε να εκτελέσουμε καταμέτρηση και ταξινόμηση ακεραίου ταυτόχρονα. Επιπλέον, υλοποιούμε 20 διαφορετικές οδηγίες από την εμπορική εκπαίδευση MIPS που να αποδεικνύουν τη γενικότητα του CNT υπολογιστή μας. Η πειραματική αυτή απόδειξη είναι η πιο σύνθετη με βάση τον άνθρακα ενός ηλεκτρονικού συστήματος που δέν έχει ακόμα υλοποιηθεί. Πρόκειται για μία σημαντική εξέλιξη, διότι CNTs είναι εμφανείς ανάμεσα σε μια ποικιλία των αναδυόμενων τεχνολογιών που εξετάζονται για την επόμενη γενιά της υψηλής ενεργειακής απόδοσης ηλεκτρονικών συστήματα3, 4.
Μετάφραση από το περιοδικό NATURE 2/10/2013