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MIT 工程師用奈米碳管打造迄今最先進的微處理器

公告類型: 奈米新知
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經過多年處理眾多設計和製造挑戰,麻省理工學院(MIT)的研究人員已用奈米碳管(Carbon Nanotube)電晶體構建了現代微處理器,這種微處理器廣泛認為是比傳統矽處理器更快、更環保的替代品。

8 月 29 日發表在《自然》(Nature)期刊的微處理器,能以傳統矽晶片製程製造,這是使奈米碳管微處理器更實用的重要一步。

矽電晶體是關鍵的微處理器元件,可在 1 位元和 0 位元之間切換以計算。正如摩爾定律預測,業界已能縮小規模,每隔幾年就在晶片塞入更多電晶體,幫助進行日益複雜的計算。但專家現在預測,有一天矽電晶體將停止收縮,變得越來越低效。

製造奈米碳管場效應電晶體(CNFET)已成為次世代電腦的主要目標。研究表明,與矽相比,CNFET 具 10 倍左右的能源效率和更快的速度。但當大規模生產時,電晶體往往有許多影響性能的缺陷,因此仍不切實際。

麻省理工學院的研究人員利用傳統矽晶片鑄造廠的製程,發明了新技術,更限制了缺陷,並達成 CNFET 製造過程的全功能控制。他們展示一種 16 位元微處理器,有超過 14,000 顆 CNFET 電晶體,可以執行與商用微處理器相同的任務。《自然》論文描述了微處理器的設計,包括 70 多頁的詳細製造方法論。

此微處理器基於 RISC-V 開源晶片架構,有一組微處理器可執行的指令。研究人員的微處理器能準確執行整套指令,還執行了修改版的經典「你好,世界」(Hello, World!)程式,然後印出「你好,世界!我是由 CNTs 製成的 RV16X 奈米」一段話。

「這是迄今為止由任何新興奈米技術製成的最先進晶片,可望用於高性能和能效運算,」聯合作者 Max M. Shulaker 表示,他是電子工程與電腦科學(EECS)學系  Emanuel E Landsman 職業發展助理教授,也是微系統技術實驗室(Microsystems Technology Laboratories,MTL)的成員。「矽是有限制的。如果我們想在計算領域繼續取得進展,奈米碳管是最有希望克服這些限制的方法之一。這篇論文徹底改變了我們用奈米碳管製造晶片的方式。
資料來源:http://technews.tw/2019/08/30/engineers-build-advanced-microprocessor-out-of-carbon-nanotubes/

發布日期: 2019/09/10
發布人員: 王芊樺