La nanotechnologie et la technologie informatique
À la date de publication , la taille microscopique de transistors des circuits informatiques se rapproche du seuil de la nanotechnologie , l’étude des matériaux à l’échelle du nanomètre , ou milliardièmes de mètre. Dispositifs de conception de Nanotechnologists utilisant atomes et des molécules comme des blocs de construction ; cela peut éventuellement conduire à invisiblement minuscules systèmes informatiques et des systèmes portables des millions de fois plus puissants que les ordinateurs portables et les smartphones d’aujourd’hui . La diminution des Composants
fabricants de puces informatiques travaillent déjà à l’échelle comprise entre 20 à 200 nanomètres quand ils font les microprocesseurs et la mémoire qui entrent dans les ordinateurs, les consoles de jeux et les smartphones . Câblage qui relie les composants peuvent être aussi étroit que 20 à 30 nanomètres , soit environ un cinquantième de la largeur d’un cheveu humain . Environ un milliard de transistors , résistances et condensateurs tenir sur une puce de quelques millimètres carrés . En 1986 , l’état de l’ art était un micron ou 1000 nanomètres ; en quelques années , les composants peuvent être sous 1 nanomètre , qui est à seulement quelques atomes de taille . La manière traditionnelle de fabrication de puces informatiques est de faire des motifs photographiques à la lumière ultraviolette . Comme les longueurs d’onde de lumière deviennent plus petits à faire des petits transistors , le processus , appelé photolithographie , devient plus difficile . Fabricants de puces peuvent avoir à utiliser d’autres méthodes pour créer des circuits à l’échelle nanométrique .
Nanoélectronique
transistors plus petits permettent un fabricant d’ordinateurs emballer des fonctions plus complexes et sophistiqués dans ses produits . Aujourd’hui , un smartphone de poche t-shirt a plus de puissance de calcul d’un ordinateur de taille d’une pièce à partir des années 1970 . Cette tendance se poursuivra avec la nanoélectronique , qui utilisera fils d’atomes – mince et les transistors de taille moléculaire . Ces dispositifs vont continuer la tendance de plus de mémoire et capacité de calcul en moins d’espace et avec une faible consommation électrique . Comme ces dispositifs rétrécissent , les électrons qui alimentent les circuits auront davantage tendance à «fuite» ou la dérive entre les composants . L’électricité est bien sage dans un cordon d’alimentation , mais quand un fil devient trop petit , les électrons peuvent sauter à travers des isolants électriques étroites , créant des problèmes . Bien que n’étant pas un risque de choc électrique , ce qui pose un défi aux ingénieurs de concevoir des circuits à l’avenir .
Mécaniques Ordinateurs
Dans les années 1800 , bien avant l’électronique , pionniers proposé et construit des machines à calculer faites d’engrenages et de leviers mécaniques . La nanotechnologie peut relancer cette idée , la mise en œuvre des ordinateurs que les systèmes mécaniques . Les calculatrices mécaniques du début du 20ème siècle étaient fiables , mais lent et maladroit par rapport à des machines électroniques . Cependant , les pièces mécaniques de taille moléculaire peuvent fonctionner à des vitesses plus proches de circuits électroniques , et sans avoir besoin d’ huile ou usure . Machines moléculaires bien conçus fonctionnent avec une très faible friction .
Nanobots
Les premiers ordinateurs électroniques des années 1940 , chacun rempli d’une grande salle avec des tubes à vide et le câblage . Seule une poignée de machines de recherche existait , et quelques-uns de leurs utilisateurs aurait deviné que seulement 70 ans plus tard , de petits jouets auraient ordinateurs et les voitures auraient une douzaine . Comme les ordinateurs sont devenus plus petits , les coûts ont également diminué ; microprocesseurs simples ne coûtent que quelques dollars . Comme cette tendance se poursuit , les petites marchandises obtenir des ordinateurs et des logiciels . En rendant les ordinateurs sur les parties moléculaires , ils peuvent être pressés à la taille d’un virus . Robots microscopiques appelés nanobots , ayant leurs propres ordinateurs simples , pourraient un jour chercher votre circulation sanguine d’infections ou d’éliminer les matières toxiques dans les décharges .
Parallélisme massif décideurs
informatiques aujourd’hui construire l’ les plus rapides des machines en reliant des milliers de puces de processeur . Ils cassent les calculs en petits sous-tâches , attribuer à chaque partie à un processeur , puis en combinant les résultats . Cette idée , appelé parallélisme massif , permet à un utilisateur d’ordinateur ajouter de la puissance à son système simplement en branchant plusieurs processeurs . Un processeur à base de nanotechnologie aura des dimensions linéaires jusqu’à 1000 fois plus petits que les actuels , ce qui signifie qu’un système informatique peut s’adapter 1 milliard de processeurs dans le même volume en trois dimensions qui détient désormais un seul. Systèmes informatiques massivement parallèles avec des millions ou des milliards de processeurs aideront à résoudre des problèmes scientifiques , techniques et commerciales difficiles.