جنرال لواء

يمكن للعلماء جعل جهاز الكمبيوتر الخاص بك أسرع 1000 مرة باستخدام الجرافين


رسم تخطيطي يوضح طبيعة الأنابيب النانوية غير المضغوطة

طور فريق تعاوني من الباحثين نوعًا جديدًا من الترانزستور يمكن أن يجعل جهاز الكمبيوتر الخاص بك أسرع 1000 مرة. يستخدم الترانزستور الجرافين بدلاً من السيليكون.

تم اكتشاف الجرافين في عام 2004 وسرعان ما تم استخدامه في مجموعة واسعة من التطبيقات ، لدرجة أنه أصبح يعرف باسم "المادة العجيبة". تمتلك مجموعة فريدة من الخصائص ، من بينها القدرة على توصيل الكهرباء أفضل بعشر مرات من النحاس. يعتبر النحاس حاليًا أكثر الموصلات شيوعًا في الإلكترونيات. والأكثر من ذلك ، أنه في درجة حرارة الغرفة ، يمتلك الجرافين القدرة على توصيل الكهرباء 250 مرة أفضل من السيليكون. هذا يجعله أسرع موصل لأي مادة أخرى معروفة.

ألهمت هذه الخصائص فريق الباحثين من جامعة نورث وسترن ، وجامعة تكساس في دالاس ، وجامعة إلينوي في أوربانا شامبين ، وجامعة سنترال فلوريدا (UCF) للتحقيق في استخدام الجرافين في الترانزستورات. تظهر نتائج دراستهم ، التي نُشرت في مجلة Nature Communications ، أن عبور قاعدة الجرافين يمكن أن يتفوق على ترانزستورات السيليكون المستخدمة حاليًا في أجهزة الكمبيوتر. تعتبر الترانزستورات ضرورية لدوائر الكمبيوتر. تعمل بمثابة "مفاتيح" تسمح للإشارات الإلكترونية والطاقة عبر الدائرة. تشكل الترانزستورات بوابات منطقية عند وضعها معًا. هذه البوابات المنطقية هي جوهر المعالجات الدقيقة. يمكن أن يحتوي المعالج الدقيق على ملايين الترانزستورات الموجودة في إحدى حالتين ، إما صفر أو واحد (بتات ثنائية). إن الجمع بين الترانزستورات الموجودة في كل حالة هو ما يسمح للمعالجات الدقيقة بحل مشاكل المنطق والحوسبة.

يشرح المؤلف المشارك ريان جلفاند ، الأستاذ المساعد في جامعة كاليفورنيا ، الابتعاد عن السيليكون.

وقال: "إذا كنت ترغب في الاستمرار في دفع التكنولوجيا إلى الأمام ، فنحن بحاجة إلى أجهزة كمبيوتر أسرع لتكون قادرة على إجراء عمليات محاكاة أكبر وأفضل لعلوم المناخ ، واستكشاف الفضاء ، وول ستريت". "للوصول إلى هناك ، لا يمكننا الاعتماد على الترانزستورات السيليكونية بعد الآن."

يمتلك السيليكون في المعالجات الدقيقة سرعات معالجة محدودة تتراوح من 3 إلى 4 جيجاهيرتز منذ عام 2005. يعتقد الفريق أن لديهم إجابة لمشكلة التحديد هذه ، عن طريق استبدال السيليكون بالجرافين. تم إنشاء الترانزستور من قبل الفريق أولاً بفك ضغط ورقة جرافين رفيعة مطوية تُعرف باسم أنبوب الكربون النانوي. قام الفريق بعد ذلك بتطبيق مجال مغناطيسي على هذا الشريط مما فتح إمكانية التحكم في مقاومة التيار المتدفق. باستخدام المزيد من الأنابيب النانوية المجاورة للأول ، يمكنهم إنشاء مجال مغناطيسي يمكنه التحكم في التيار. حسنت ترانزستورات الجرافين الناتجة من سرعة المعالجات الدقيقة بمقدار 1000 مرة ، بينما تستخدم فقط جزء من مائة من الطاقة المطلوبة لتشغيل ترانزستور قائم على السيليكون.

حسنت ترانزستورات الجرافين الناتجة من سرعة المعالجات الدقيقة بمقدار 1000 مرة ، بينما تستخدم فقط جزء من مائة من الطاقة المطلوبة لتشغيل ترانزستور قائم على السيليكون. يمكن أيضًا جعل الترانزستورات الجديدة أصغر بكثير من الإصدار التقليدي. قد يسمح هذا لجهاز أصغر أن يصبح أكثر قوة.

يقول جوزيف س.فريدمان ، مؤلف مشارك آخر للورقة البحثية من UT Dallas ، إنه في هذه الأثناء لا يزال نظام الكمبيوتر القائم على الكربون بعيدًا بعض الوقت ، ولكن النماذج الأولية للترانزستورات جارية. ويذكر أن "الخصائص المادية الاستثنائية للمواد الكربونية تسمح بتشغيل تيراهيرتز ويقلل أمران من الحجم في منتج تأخير الطاقة مقارنة بالمعالجات الدقيقة المتطورة. ونأمل أن نلهم تصنيع هذه الدوائر المنطقية المتتالية لتحفيز توليد تحولي للطاقة - كفاءة الحوسبة ".


شاهد الفيديو: حل مشكلة استخدام 100%من الرمات و cpu و بطء الجهاز (شهر اكتوبر 2021).