Каким образом повысить компьютерную энергоэффективность в миллион раз

Ситуация с современными технологиями такова, что нынешние компьютеры требуют в производстве все большее количество транзисторов, однако на пути неумолимой миниатюризации последних, когда размеры приближаются едва ли не к молекулярному уровню, встает проблема теплоотвода – это препятствует повышению тактовых частот и уменьшению размеров. Вопрос стоит в том, что придет на смену, по сути, исчерпавшей себя комплементарной логике на транзисторах металл-оксид-полупроводник (КМОП)?

Специалисты из Северо-Западного университета в США полагают, что нашли решение данной проблемы. Их предложение состоит в том, чтобы производить микросхемы по принципу магнитных полупроводников. И хотя нюансы данной технологии пока не разглашаются, прессе все-таки удалось раздобыть некоторые подробности.

Сами разработчики решили назвать свой принцип «спиновыми логическими микросхемами» - он базируется на квантовой физике. Один из авторов открытия, профессор материаловедения из Северо-Западного университета Брюс В. Весселс сказал, что то, что было сделано, является ни чем иным как устройством, которое может быть составлено в логическую схему, способную реализовывать всю нужную булеву логику, и размещено каскадом, дабы функционировать в качестве технологичных функциональных единиц. Профессор подчеркнул также, что в этих разработках используются спинтронные логические механизмы для решения тех же задач, что и привычные микросхемы, созданные по КМОП-технологиям. Новые приборы, приходящие на смену обычным транзисторам, могут быть менее многочисленными и располагать бóльшую вычислительную силу.

Недавно исследователи запатентовали магниторезистивные биполярные спин-транзисторы, являющиеся ключевыми элементами нового типа электронной продукции.

Доклад, который описывает полученные исследователями результаты, был представлен на суд публике 5 июля в Нидерландах в рамках проходившего в это время симпозиума по наномасштабным архитектурам – Nanoarch 2012.

Несмотря на тот факт, что на данный момент был построен лишь базисный компонент новой логики (спин-транзистор) и на осуществление всех потенциалов новой архитектуры уйдет не один год, ученые с большим оптимизмом смотрят в будущее и считают, что при отсутствии сильных потоков электронов, которые просто-напросто не потребуются в магниторезистивной логике, произойдет неминуемое повышение эффективности вычислительных процессов (причем в очень больших размерах), что позволит уменьшить транзисторы до субатомных показателей. Все это приведет к миллионократному снижению потребляемых мощностей для микросхем, сопоставимых с нынешними по вычислительным способностям.