Uhlík má brzy zmenšit a zrychlit počítače i internet

Jedna z technologií, od kterých si odborníci slibují budoucnost výpočetní techniky a elektroniky, dosáhla tento týden důležitého milníku a úspěchu. Skupina vědců sestavila první fungující počítač, vytvořený místo tradičního křemíku, technologií uhlíkových nanotrubic.

Současné křemíkové technologie se pomalu přibližují k hranicím svých fyzikálních možností. Vědci sice věří, že součástky dovedou ještě zmenšit, a tím počítače dále zrychlit, už to ale nepůjde moc. Ze současných 22 nanometrů by se křemíkové tranzistory mohly zmenšit v příštích pěti až deseti letech až na 5 nanometrů. Na této hodnotě se ale nachází jejich fyzikální hranice, a menší již dělat nepůjdou.

Co si počít s elektronikou dál, a jak udržet rozvoj ve směru rychlejších a výkonnějších počítačů? Potenciál má technologie uhlíkových nanotrubic. Ty mají dobré elektrické vlastnosti, energeticky jsou efektivnější než křemík. Co je důležitější, existuje reálná možnost, že by z nich mohla být vyrobena elektronika i o řád menší, než z křemíku. V ideálním případě by bylo možné vytvářet součástky tak malé, že by se jejich velikost nepočítala na zlomky metru. Důležitý by byl počet atomů.

Nanotrubicemi se zabývá řada výzkumníků z celého světa ve snaze najít způsoby, jak vyrábět uhlíkové čipy a další elektroniku ekonomicky udržitelným způsobem. Skupina vědců z amerického Stanfordu tento týden publikovala v magazínu Nature o výsledky svého projektu, v jehož rámci vytvořili první plně funkční uhlíkový počítač.

Má to samozřejmě jednu vadu na kráse. Uhlíkové tranzistory, které ve svém počítači použili, jsou zatím mnohonásobně větší, než ty, které umí vytvořit současné křemíkové technologie. Dosahují velikosti jednoho mikrometru, tedy tisícovky nanometrů.

Nanotrubice lze kombinovat s křemíkem

Přesto ale jde o úspěch, který si zaslouží pozornost. Jde totiž o první čistě uhlíkový počítač, který splňuje podmínky tzv. Turingova stroje a vyznačuje se Turingovskou úplností. Pokud tyto pojmy zjednodušíme, znamenají, že jde o počítač, který dokáže spočítat cokoliv, pokud k tomu bude mít dostatek času. V případě prvního uhlíkového počítače by to ale bylo opravdu dlouho, jeho výpočetní výkon je totiž podle našich měřítek zanedbatelný.

“Je to klasický počítač a můžeme s ním dělat cokoliv,” říká Max Shulaker, jeden ze studentů, kteří se na projektu podíleli. “Mohli bychom na něm provozovat 64-bitové Windows, trvalo by to ale miliony let.”

Podle výzkumníků nejde o zásadní vědecký objev. První uhlíkový počítač je namísto toho důležitý důkaz, že se s uhlíkem skutečně dá pracovat stejně jako s křemíkem. Obecnou funkčnost počítače výzkumníci testovali tím, že jej nechali vyhodnocovat dva programy současně – jeden, který počítal, a druhý, který pouze řadil hodnoty.

Zajímavostí je, že počítač běží na bázi sady 20 základních instrukcí MIPS, kterou využívají i komerční procesory. Technologie, kterými byly uhlíkové součátky vyrobeny, navíc odpovídají průmyslovým standardům. Z toho vyplývá, že uhlíkové nanotrubice mohou být v elektronice používány vedle křemíku. V budoucnu tedy bude možné vytvářet hybridní elektroniku, která bude obsahovat oba dva materiály.

Total
0
Shares
Další články
Přečtěte si více

Studie: Google je pětkrát bezpečnější než Bing

Když přijde na bezpečnost vyhledávačů, uživatelé jim obvykle věří, že odkazy v nich jsou tzv. čisté, tedy že se z vyhledávače neprokliknou na stránku s malwarem, který by mohl ohrozit jejich počítač. Jak je tomu ale ve skutečnosti? AV-Test podnikl studii, která zahrnovala analýzu skoro 40 milionů odkazů z vyhledávání.