Oferim o scurtă definiție a conceptelor de bază:
· Datele sunt câteva informații.
· Informațiile sunt date care reduc incertitudinea cunoștințelor noastre și care, prin urmare, pot fi utilizate.
Semnalele sunt medii fizice.
· Unități de informații: 1 biți (indicarea unei posibilități de două - da / nu sau 0/1), 1 octet = 8 biți, 1 KB = 2 10 = 1024 octeți, 1MB = 1024 KB, d.
Principalele procese de informare sunt colectarea, prelucrarea, stocarea și transmiterea informațiilor. În computere, semnale electrice (impulsuri de curent electric) sunt utilizate pentru transmiterea informațiilor, impulsuri de curent electric, valori electromagnetice, inclusiv lumină (în liniile de comunicare cu fibră optică), sunt utilizate pentru transmiterea de informații. Radiația luminoasă este utilizată în dispozitivele de citire și scriere a CD-urilor. Pentru a stoca informații, sunt utilizate medii magnetice (discuri, dischete). În toate aceste procese, un rol extrem de important îl joacă electronii - particule elementare cu o masă de 9.110 x 10 -31 kg cu o încărcătură de -1.602 × 10 -19 celule. Dimensiunile masei electronului fac posibilă schimbarea rapidă a stării sale, iar prezența unei încărcături electrice, precum și propriul său moment magnetic, fac posibilă utilizarea diferitelor câmpuri electrice, magnetice și radiații electromagnetice pentru a afecta electronii. Momentul magnetic intrinsec al electronului este legat de așa-numita spin (eigenvalue) a electronului. Particulele (electroni, atomi etc.) cu momente magnetice pot fi asemănătoare cu săgețile magnetice [16].
Caracteristica microprocesorului este distanța minimă posibilă între circuitele electrice ale miezului intern al procesorului; Cu cât distanța este mai mică, cu atât elementele mai active pot fi plasate pe o unitate de zonă și cu cât este mai rapid răspunsul. Mai recent, procesoarele au fost produse în tehnologii de 0,25, 0,18 și 0,13 microni (Figura 1.5, Tabelul 1.2), în prezent se utilizează tehnologia de 90 nm, iar producția lor pe tehnologia de 65 nm începe [24-26 ].
Fig. 1.5. Procesorul single-core Celeron M (stânga) și procesorul dual-core Athlon 64 X2 (dreapta) [24]
Studiile în domeniul miniaturizării au condus la crearea unor tranzistoare experimentale în conformitate cu standardele tehnologice de 45, 32 și chiar 22 nm [23]. De la mărimea fizică aproximativ 0,25 microni tehnologie de proces (lungimea canalului) de tranzistori MOS este, în virtutea metodei de fabricație are mai puțin decât ratele de producție tehnologice. Astfel, pentru 0,13 microni tranzistori tehnologie de proces au o lungime de canal de aproximativ 70 nm, în curent de 90 nm lungime de canal tranzistor este de 50 nm. În tranzistoarele viitoare fabricate la viteze de 65, 45, 32 și 22 nm, lungimea canalului va fi de aproximativ 30-35, 20-25, 15 și 10 nm. Cu toate acestea, există o limită fundamentală pentru tehnologia modernă microelectronică. Odată cu reducerea dimensiunilor de tranzistori la mai multe nanometri (și de a crește frecvența de funcționare), în primul rând, scade proporțional cu numărul de electroni / gauri implicate în transferul de curent, - în măsura în care doar câteva zeci la fiecare poarta CMOS de comutare „au“ sau sute de purtători de încărcătură și, în al doilea rând, rolul efectelor cuantice în nanotranzistori crește brusc.
Unul dintre domeniile promițătoare este utilizarea proprietăților de electroni nanoscale ca propriul său impuls (rotire) și propriul său moment magnetic (ceea ce face un astfel de electroni săgeată magnetică) pentru a crea un computer cuantic, un efect de câmp de spin tranzistor și memoria de spin [27]. Pentru a implementa un calculator cuantic se presupune că se utilizează așa-numitele qubits spin (biți cuantic). Qubit-ul de spin poate fi în două stări stabile, "spin-up" și "spin-down", corespunzând logicului "0" și "1". Principala parte a calculatorului cuantic, care a fost propusă în 1968 de către R. Feynman, structura trebuie să cuprindă registru cuantic - un set de qubiti, procesorul cuantic execută o secvență de porți și aparate cuantice pentru măsurarea stării qubiti tradus ca rezultat al care este potrivit pentru O convențional [ 27]. Spin tranzistor SFET (spin-Tranzistor cu efect de câmp), care urmează să fie stabilită pe baza efectului magneto de strat izolator de spin de tunel interpus între straturile de material feromagnetic. Pentru aceasta, se creează noi materiale - semiconductori magnetici. După stabilirea producției industriale, viteza va crește imediat, consumul de energie și eliberarea de căldură a microprocesoarelor construite pe acestea vor scădea. Procesul cel mai promițător și apropiat de tehnic este memoria spin. Spintronics vă permite să comutați de la biți (0 și 1 - două valori) la așa numitele numere de faze fitas, capabile să adopte un set mai mare de valori. Acest lucru va crește densitatea înregistrării și va crea memorie super-densă, nevolatilă și ultra-rapidă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: