جایگزینی ایده آل برای تراشه های سیلیکونی
توسعه تراشه های نانوتیوب کربن توسط محققان MIT
محققان MIT دستاوردی توسعه داده‌اند که می‌تواند قدم اول تولید پردازنده‌های نانو تیوبی محسوب شود. دستاوردی که پرسرعت‌تر و کم مصرف‌تر از تراشه های سیلیکونی مرسوم است.
تیمی از محققان MIT ، پیشرفته‌ترین تراشه ساخته شده در دنیا را معرفی کردند که از نانوتیوبهای کربنی ساخته شده است. سیلندرهای این نسل جدید از تراشه، دیواره‌ای به قطر یک سلول کربنی دارند و در واقع یک میکرو پردازنده محسوب می‌شوند.
این تراشه قابلیت اجرای برنامه‌های نرم افزاری مرسوم را داشته و یک قدم مهم در مسیر جایگزینی پردازنده‌های سیلیکونی محسوب میشود.
با پیشرفت صنعت الکترونیک، تعداد انتقال دهنده‌هایی(ترانزیتور) که می‌توانند در یک پردازنده سیلیکونی تعبیه شود، هر چند سال یک بار تقریبا دو برابر میشود اما این روند، محدودیت‌های فیزیکی خودش را دارد.
نانوتیوبهای کربنی می‌توانند جایگزین بسیار خوبی برای نسل قبلی محسوب شوند. انتقال دهنده‌های نانو تیوب کربنی، علاوه بر داشتن سرعت بیشتر، در مصرف انرژی نیز صرفه جویی می‌کنند و به این ترتیب، این دستاورد می‌تواند به طورقابل توجهی عمر باتری دستگاه‌ها و گجت‌ها را افزایش دهد.
دانشمندان مدت‌هاست که به دنبال تراشه‌های جایگزینی هستند که در سطح مولکولی فعالیت کند و حالا، تیم MIT مدعی است که دقیقا چنین محصولی را توسعه داده است. تیم MIT، نتایج تحقیقات چند ساله خود را در ژورنال Nature به چاپ رسانده‌اند.
اما یکی از مشکلاتی که هنگام ساخت نانوتیوبهای کربنی ایجاد شد، این است که این ماده از دو ماده دیگر تلفیق شده باهم، به دست می‌آید: اولین نوع، ماده‌ای نیمه رسانا است که برای ساخت مدارهای ترکیبی کاربرد دارد اما از ماده نوع دوم، جریان الکتریی مانند یک سیم عبور می‌کند که انرژی بیشتر می‌طلبد و می‌تواند عملکرد مدار را تحت تاثیر قرار دهد. برای اینکه این تراشه از لحاظ اقتصادی به صرفه شود، یک راه حل مقرون به صرفه این است که تاثیر ماده نوع دوم را تا میزان مورد نیاز کاهش داد.
محققان MIT دستاوردی توسعه داده‌اند که می‌تواند قدم اول تولید پردازنده‌های نانو تیوبی محسوب شود. دستاوردی که پرسرعت‌تر و کم مصرف‌تر از تراشه های سیلیکونی مرسوم است.
اما راه حل این مشکل سخت است زیرا نانوتیوب‌ها تمایل زیادی به تلفیق با یکدیگر دارند که این خاصیت می‌تواند انتقال دهنده را به کل از کار بیندازد.
این مشکل و دیگر مشکلات، از جمله چالش‌هایی است که مکس شوالاکر، پروفسور MIT و تیم محقق‌اش با آن روبرو بوده‌اند. توسعه تکنولوژی نانو تیوب‌ها، حوزه‌ای است که آژانس تحقیق پروژه‌های پیشرفته دفاع آمریکا به صورت رسمی از آن پشتیبانی مالی می‌کند.
این تیم تحقیقاتی موفق شده‌اند که یک میکروپردازنده 16 بیتی توسعه دهند که از 14 هزار انتقال دهنده یا ترانزیتور نانوتیوب کربنی ساخته شده است. پروفسور شوالاکر مدعی است که این پردازنده، پیشرفته‌ترین و پیچیده‌ترین تراشه‌ای است که تا کنون ساخته شده اما تکنیکی که در ساخت این تراشه به کار رفته، مشابه روشی است که تراشه‌های مرسوم سیلیکونی ساخته می‌شوند. این یعنی شرکت‌های سازنده تراشه‌ها قرار نیست به روی تهیه سیستم‌ها و دستگاه‌های جدید سرمایه گذاری کنند و مراحل ساخت این تراشه های مجهز به تکنولوژی جدید، راحت است.
تراشه‌ای که محققان MIT آن را توسعه داده‌اند، می‌تواند برنامه‌های ساده را اجرا کند مانند تولید یک پیغام «سلام به دنیا». اما اگر انتقال دهنده سیلیکونی با نانوتیوبهای کربنی جا به جا شوند، برنامه‌های پشرفته‌تر نیز از طریق آن قابل اجراست.
شرکت IBM چند سال پیش اعلام کرده بود که به روی تکنولوژی نانوتیوبهای کربنی کار می‌کند و امیدوار است تا سال 2020، تراشه‌های نانو تیوب کربنی را جایگزین تراشه‌های سیلیکونی کند. اما این شرکت تا کنون نتوانسته دستاورد چشم گیری در این زمینه به دست آورد.
دستاورد های تیم تحقیقاتی MIT اما می‌تواند مرحله جدیدی از صنعت پردازنده‌ها را آغاز کند.