#منشورات_مبرمجة، معالجات أنابيب الكربون النانوية؛ أهي الحل للتغلب على قانون مور؟

تتطوَّر قدرة الحواسيب على المعالجة يومًا بعد يوم, ولكنها قريبًا ستصل إلى حدودها القصوى من الفعالية والحجم والدقة؛ ولتحقيق تقدُّم في استخدام قدراتها سيلزم توفير موادَّ جديدة لأهمِّ المكوِّنات فيها.

ولأول مرة صمَّم الباحثون حاسوبًا يعتمد مُعالجه المركزيُّ كلِّيًّا على أنابيب الكربون النانوية، وهي خليط من الكربون مع غيره من المواد ذو خصائص إلكترونية ممتازة, ورغم أن هذا الحاسوب بطيء وبسيط؛ يقول باحثو جامعة ستانفورد إن الكربون النانوي بديل ممكن للسيليكون في حال وصل هذا الأخير إلى حدوده القصوى في الدارات الإلكترونية بحيث لم يعد ممكنًا تصغيره أكثر.

هذا المعالج الجديد يُمكن مقارنته بمعالج إنتل 4004 (أول معالج للشركة صدر عام 1971), وعنه تقول سوبهاسيش ميترا (مهندسة كهربائية في جامعة ستانفورد) إنه: يُجري مجموعة تعليمات برمجية بسيطة تُسمى MIPS, ويُمكنه التبديلُ بين مهامَّ عدة, من مثل العدِّ وفرز الأرقام, وكذا جَلْبُ البيانات من الذاكرة الخارجية وإليها.

يتكون معالج أنابيب الكربون النانوية من 178 ترانزستور كلٌّ منها يحتوي على أنابيب الكربون النانوية التي يبلغ طولها ما بين 10 – 200 نانومتر, ويقول باحثو جامعة ستانفورد إنهم صنعوا ستة إصدارات من الحواسيب التي تعتمد على هذا المعالج؛ منها جهاز يُمكن توصيله بأجهزة خارجية, من مثل لوحة مفاتيح رقمية تُستخدم لإدخال أرقام لعمليات الجمع.

ويقول آرون فرانكلين (باحث في مركز أبحاث واتسون؛ آي بي إم, يوركتاون هايتس، نيويورك) إنه من المناسب مقارنةُ معالجات أنابيب الكربون النانوية مع المعالجات السيليكونية, من مثل إنتل 4004 وغيره مما سبقه, فقد أظهرت مجموعة فرانكلين أن ترانزستورات أنابيب الكربون النانوية التي يكون طولها أقل من 10 نانومتر؛ أسرعُ وأكفأ في استخدام الطاقة من الترانزستورات المصنوعة من أي مادة أُخرى؛ بما في ذلك السيليكون, ومن ثم يُمكن نظريًّا أن يكون الحاسوب الذي يعمل بها أسرع وأكفأ أيضًا؛ إذ تدلُّ قدرة الكربون النانوي على تبديد الحرارة إلى أن الحواسيب التي تعتمد عليه معالجاتها ستعمل أسرع من دون أن ترتفع حرارتها, وهي المشكلة الأبرز التي تحدُّ من سرعات معالجات السيليكون في الحواسيب حاليًّا.

مع هذا كلِّه يُشكِّك بعضهم في أن أنابيب الكربون النانوية ستحلُّ محلَّ السيليكون؛ لأن العمل مع هذه الأنابيب يُمثِّل تحدِّيًا كبيرًا حتى هذه اللحظة, وفي خلال السنوات الماضية تعاونت ميترا في جامعة ستانفورد مع المهندس الكهربائي فيليب وونغ؛ لتطوير طُرُقٍ للتغلُّب على بعض التحديات التي تمنع إنشاء دارات مُعقَّدة من أنابيب الكربون النانوية, ومنها زراعة هذه الأنابيب على التوالي في الكوارتز، ثم تحويلها إلى ركيزة تُشبه السيليكون؛ لإنتاج الترانزستورات.

مما سبق نسأل: هل حان الوقت للتغلب على قانون مور في تصنيع المعالجات, أم إن هذا ما زال بعيدًا؟
#الباحثون_المسلمون
___________

المصدر