English
简体中文
русский
عربى
français
Español
日本語
한국어
Italian
Deutsche
português
Türk
हिंदी
Persian
Polskie
Tiếng Việt
Indonesian
Filipino
Urdu
Bengali
Український
Swahili
Kazakh
Uzbek
Магниттік логика өзгермелі чиптерді жасайды
Транзисторлар, барлық заманауи электрониканың негізіндегі қарапайым қосқыштар, әдетте «қосу» және «өшіру» арасында ауысу үшін шағын кернеуді пайдаланады. Кернеу тәсілі өте сенімді және кішірейтуге оңай, бірақ оның кемшіліктері бар. Біріншіден, кернеуді қосулы ұстау үшін микрочиптің қуат тұтынуын арттыратын қуат қажет. Екіншіден, транзисторлар микросхемаларға жалғанған болуы керек және оларды қайта конфигурациялау мүмкін емес, яғни компьютерлерге олардың барлық функциялары үшін арнайы схемалар қажет.
Сеулдегі (Оңтүстік Корея) Корея ғылым және технология институтында (KIST) негізделген зерттеу тобы осы проблемаларды айналып өтуге болатын схема әзірледі. 30 қаңтарда Nature веб-сайтында жарияланған мақалада сипатталған құрылғы жартылай өткізгіш индий антимонидінің шағын көпірі арқылы электрондар ағынын басқару үшін магнетизмді пайдаланады (S. Joo et al. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature11817; 2013). IBM компаниясының Швейцариядағы Цюрих ғылыми-зерттеу зертханасының физигі Джан Салис: «Бұл логикалық қақпаны іске асырудың жаңа және қызықты бұрылысы» дейді.
Көпірдің екі қабаты бар: артық оң зарядталған саңылаулары бар төменгі палуба және теріс зарядталған электрондармен толтырылған үстіңгі палуба. Индий антимонидінің әдеттен тыс электрондық қасиеттерінің арқасында зерттеушілер перпендикуляр магнит өрісінің көмегімен көпір арқылы электрондардың ағынын басқара алады. Олар өрісті бір бағытта орнатқанда, электрондар оң төменгі палубадан алыстап, еркін ағып кетеді. Магниттік өріс аударылғанда, электрондар төменгі палубаға соғылып, саңылаулармен қайта біріктіріліп, ажыратқышты тиімді түрде өшіреді («Магниттік құлып» бөлімін қараңыз).
Магниттік логикалық қақпаның қосқышты кернеусіз қосу немесе өшіру мүмкіндігі «энергияны тұтынудың айтарлықтай төмендеуіне әкелуі мүмкін», - дейді зерттеудің авторы Джин Дон Сонг, KIST физигі. Одан да әсерлі, магниттік қосқыштарды «бағдарламалық құрал сияқты өңдеуге болады», - дейді ол, тізбекті қосу немесе өшіру үшін өрісті жай ғана айналдыру арқылы. Осылайша, ұялы телефон, мысалы, пайдаланушы YouTube-те клипті көрген кезде бейнені өңдеу үшін микросхемасының біразын қайта бағдарламалай алады, содан кейін телефон қоңырауын қабылдау үшін чипті сигналды өңдеуге қайта ауыстыра алады. Бұл телефонның ішіндегі қажетті схеманың көлемін айтарлықтай азайтуы мүмкін.
Мұндай қайта конфигурацияланатын логика спутниктерде баға жетпес болуы мүмкін, деп қосады Вашингтондағы теңіз зерттеу зертханасының қызметкері Марк Джонсон, қағаздың авторларының бірі. Егер чиптің бір бөлігі орбитада сәтсіздікке ұшыраса, басқа секторды қабылдау үшін жай ғана қайта бағдарламалауға болады. «Сіз тізбекті емдедіңіз және оны Жерден жасадыңыз», - дейді ол.
Шынында да, магниттік логика бар кремний негізіндегі технологиялармен біріктірілуі керек. Бұл оңай болмауы мүмкін. Жапониядағы Тохоку университетінің наноэлектроникамен жұмыс істейтін зерттеушісі Джуничи Муротаның айтуынша, тізбектер үшін маңызды жартылай өткізгіш индий антимониді заманауи электрониканы жасау үшін қолданылатын өндіріс процестеріне жақсы әсер етпейді. Бірақ Джонсон кремниймен ұқсас көпірлер салуға болатынын айтады.
Құрылғыларды басқару үшін қажет миниатюралық магниттерді қалыпты чипке біріктіру де оңай болмайды. Компаниялар бұл қиындықтарды шеше алуы керек, бірақ егер олар құрылғылардың пайдалы екенін шешсе ғана, дейді Салис. Қазіргі уақытта, деп қосады ол, құрылғылардың практикалық чипке қажетті өлшемдерде жақсы жұмыс істейтіні белгісіз - прототиптердің микрометрлік өлшемдерінен әлдеқайда аз.
Бірақ Джонсон магнетизм схеманың дизайнында қазірдің өзінде қалыптасып келе жатқанын атап өтеді: кейбір жетілдірілген құрылғылар кездейсоқ қол жеткізу жадының магниттік нұсқасын пайдалана бастайды, бұл жад түрі тарихи түрде тек кәдімгі транзисторлармен құрастырылған. «Менің ойымша, ауысым қазірдің өзінде жүріп жатыр», - дейді ол.
