MIT-forskare har byggt en fungerande processor av kolnanorör

2019-09-02 09:52  
Forskargruppen har byggt en fullt fungerande processor med kolnanorör som halvledare. Foto: MiT

Forskare vid MIT har lyckats bygga en 16-bitars mikroprocessor med 14 000 transistorer som tillverkats av kolnanorör i stället för kisel.

Halvledare av kisel kan snart ha nått vägs ände, åtminstone när det kommer till storleken. På sikt krävs nya material för att kunna bygga än mindre transistorer. Nu har en grupp forskare vid MIT tagit ett viktigt kliv genom att bygga världens hittills mest avancerade mikroprocessor med kolnanorör.

"Kisel har sina begränsningar. Om vi vill fortsätta att öka beräkningskraften är kolnanorör en av de mest lovande vägarna för att övervinna dessa begränsningar", säger forskaren Max M. Shulaker som är medförfattare till en vetenskaplig artikel om processorn som publicerades i tidskriften Nature förra veckan.

Läs mer: Här är världens största processor – med 400 000 kärnor

Chipet, som kallas för RV16X Nano, består av drygt 14 000 transistorer och bygger på den öppna arkitekturen RISC-V. Förutom ett nytt halvledarmaterial är det så långt som möjligt byggt enligt branschstandard och ska kunna köra samma instruktioner som en vanlig, kiselbaserad 16-bitarsprocessor.

Forskarna har demonstrerat att chipet fungerar genom att köra en enkel applikation som skriver ut: ”Hello, world! I am RV16XNano, made from CNTs [kolnanorör]”.

Genom att sänka storleken på transistorerna går det att exponentiellt öka beräkningskraften och energieffektiviteten i en processor. Teorin brukar kallas Moores lag, och har under decennier använts som en mall för att påvisa hur våra datorer får allt större beräkningskraft.

Läs mer: Liten svensk startup ska rädda 5g-näten – med unik teknik

I dag är ledande kretstillverkare nere på storleksordningen 7 nanometer, och nu börjar miniatyriseringen bli allt svårare. Det har fått komponenttillverkare att se sig om efter andra metoder att öka prestandan i våra datorer.

En sådan lösning är att byta ut materialet i halvledarna. Galliumnitrid, grafen och just kolnanorör är några exempel på material som kan ersätta kisel.

Tanken på att använda kolnanorör i chiptillverkning är inte ny. Chalmers-avknoppningen Smoltek har till exempel utvecklat en teknik för att i låg temperatur få kolnanorör att växa på chip. De har i ett första skede riktat sin på att bygga kondensatorer av kolnanorör, men menar att många komponenter på chipet på sikt kan byggas av materialet.

Forskargruppen vid MIT har också jobbat länge med tekniken. De presenterade sin första processor med halvledare av kolnanorör för sex år sedan. Då hade den bara 178 transistorer och kunde behandla en enda bit data.

Ett stort problem som gruppen har brottats med är att en mycket liten andel av alla kolnanorör är metalliska vilket kan få en transistor att tappa fart eller stanna helt. Forskarna har tagit fram en metod för att bygga in en resiliens i systemet så att processorn fortsätter att fungera även om ett fåtal metalliska kolnanorör letar sig in under tillverkningsprocessen.

Simon Campanello

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt