Первый процессор из углеродных нанотрубок

Миниатюризация электроники — главная движущая сила компьютерной революции, она привела к нынешним достижениям по мощности и энергоэффективности компьютеров. И хотя прогресс в кремниевых микросхемах ещё продолжается, но появляются и более совершенные технологии производства электроники.

Одно из самых перспективных направлений — углеродные нанотрубки. Учёные уже собирали из них отдельные транзисторы (первый показали в 1998 году) и убедились, что уникальный материал обеспечивает гораздо более высокую энергоэффективность при таком же быстродействии, что и кремниевые транзисторы.

Но сейчас произошло историческое событие, которое наверняка войдет в учебники будущего. Группа учёных из Стэнфордского университета собрала первый в истории полноценный компьютер (процессор), целиком собранный из углеродных нанотрубок. Их работа заслуженно попала на обложку сегодняшнего номера журнала Nature.


Изображение с обложки журнала Nature, снимок компьютера на углеродных нанотрубках со сканирующего электронного микроскопа, с обработкой в графическом редакторе

Схема процессора на углеродных нанотрубках

Как и первые в истории ламповые ЭВМ, этот компьютер обладает совсем небольшими техническими характеристиками и смешной производительностью. Фактически, он выполняет арифметические операции даже медленнее, чем человек. Но это принципиально важное концептуальное достижение, которое открывает новую страницу в истории компьютерной техники.

Собранный в Стэнфорде компьютер из углеродных нанотрубок состоит всего из 178 транзисторов. Но этого достаточно, чтобы выполнять 20 операций из стандартного набора MIPS (см. схему внизу) — по крайней мере, столько уже протестировано на углеродном процессоре, так что на нём можно запускать довольно сложные программы.

Выполнение алгоритма пузырьковой сортировки