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现在家家都有电脑,电脑已经普遍分布在生活中,超级电脑又是什么概念呢?
英特尔公司的一一位工程师说:“30纳米晶体管的研制成功体我们对硅的物理极限有了新看法。硅也许还可以使用15年,此后会有什么材料取代硅,那是谁也说不准的事。”他又说:“更小的晶体管意味着更快的速度,而运行速度更快的晶体管是构筑高速电脑芯片的核心模块,电脑芯片则是电脑的‘大脑’。”英特尔公司预测,利用30纳米晶体管设计出的电脑芯片可以使“万能翻译器”成为现实。比如说英语的人到中国旅游,就可以通过随身携带的翻译器,将英语实时翻译成中文,在机场、旅馆或商店不会有语言障碍。在安全设施方面,这种芯片可以使警报系统识别人的面孔。此外,将来用几千元人民币就可以买一台高速台式电脑,其运算能力可以跟现在价值上千万元的大型主机媲美。
单位面积上品体管的个数是电脑芯片集成度的标志,晶体管数量越多,说明集成度越高,而集成度越高,处理速度就越快。30纳米晶体管将开始出现在用0.07微米技术产品上,目前英特尔公司使用的是0.18微米技术,而年的“奔腾”处理器使用的是0.35微米技术。在芯片上“刻画”电路,0.07微米技术用的是超紫外线光刻技术,比年最先进的深紫外线光刻技术更为先进。如果在纸上画线,深紫外线光刻使用的是钝铅笔,而超紫外线光刻使用的是削尖了的铅笔。
晶体管越来越小的好处主要有两方面:一是可以用较低的成本提高现有产品性能;二是工程师可以设计原来不可能的新产品。这两个好处正是推动半导体技术发展的动力,因为企业提高了利润,就有可能在研发上投入更多。看来,纳米技术的确可以延长摩尔定律的寿命,这也正是摩尔本人和众多技术人员把目光放到纳米技术之上的原因所在。
纳米技术不但能使传统的微加工技术达到更高的程度,同时这项技术本身正试图以一种与以往不同的方法来制造电子元件。传统的制造方法都在努力把大的东西做小,而纳米技术却要从底部出发,即由极小的分子元件组装成大的器件。这种由小到大的方法被认为是未来的发展方向,下面就让我们看看纳米技术是如何打造超级电脑的。
现代的电子计算机是根据二进制的原理制造的,就是说计算机内所有的数据指令都是以二进制表达的。什么是二进制呢?我们通常使用的计数方式是十进制,用的是0~9这10个数字来表示数的大小,而二进制只用0和1这两个数字来表示数。大家知道这个就可以了,以后有机会还可以学到更多关于二进制的问题。二进制数用在计算机中进行加减乘除的运算非常方便。一个晶体管可以用两种状态,即打开和关闭,用打开状态代表1,用关闭状态代表0。分子中的化学键也可以有链接和断开两种状态。可不可以利用分子中化学键的开和关制造分子大小的开关,进而制造计算机呢?
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的科学家就发明了一种新型分子开关,使分子计算机又向前迈进了一步。这一发明被选为“年世界十大科技进展’之一。
据报道,这种分子开关非常的细,以一种叫套环烃的物质为基础制成。它包括衔接在一起的两个小环,每个小环由原子连接而成。这两个小环以互锁的方式衔接,类似于一小段链条。每个小环上都有两个叫做“识别位置”的结构,它们能够相互发生电化学作用。
现有的计算机基于二进位制,以晶体管的开和关状态来表示二进制的0和1。分子开关则有特殊的开和关状态。当一个电脉冲通过套环烃分子时,其中一个环失去一个电子并绕另一个环转动,这时分子开关处于“开”状态。失去电子的环重新得到原来的电子,则使开关处于“关”状态。套环烃开关能够反复被打开和关闭,且能在常温和固态下工作。实现分子开关的“开”和“关”状态,相当于制造出了用于电子计算机的最简单的逻辑门。逻辑门是现有计算机中央处理器工作的基础。
放眼该领域是不是发展很快呢?神奇的超级电脑你了解啦吗?