Piille on jo pitkään etsitty korvaavaa materiaaleja, koska nykyisten piitransistorien pienempään skaalaaminen päättyy väistämättä jossakin vaiheessa. Nyt Nature-lehdessä on esitelty ensimmäinen toimiva, hiilinanoputkista rakennettu mikroprosessori.
Kyse on merkittävästä läpimurrosta, mutta aivan vielä ei kannatta pidättää hengitystään odottaessaan CNT-prosessorin (carbon nano tube) ilmestymistä läppäriinsä tai älypuhelimeensa. Ensimmäinen toimiva piiri koostuu 14 tuhannesta transistorista ja se operoi 10 kilohertsin kellotaajuudella.
Logiikkapiirin valmistaminen edellyttää transistoreja, joiden läpi joko virtaa sähkö tai sitten ei. Nämä kuvaavat bitin ykkösiä ja nollia. Kun transistoreja valmistetaan samalle piisirulle miljardeja kappaleita ja kellotaajuus on gigahertsiluokkaa, prosessorien suorituskyky on kasvanut melkoiseksi.
Hiilinanoputket ovat lähes atomisen ohuita ja siirtävät sähköä niin hyvin, että ne ovat piitä parempi puolijohde. Itse asiassa CNT-prosessori voisi toimia kolme kertaa piiprosessoreja nopeammin samalla kun kuluttaa kolmanneksen siitä energiasta, mitä piiprosessori tuhlaa.
CNT-transistoreissa on kuitenkin ongelma. Kiekolle kasvatettuna niillä on taipumus paakkuuntua niin, että transistorin toiminta estyy. Lisäksi jokaisessa hiilinanoputkessa on noin 0,01 prosenttia metallia. Metalliset putket eivät voi vaihtaa johtavan ja eristävän tilan välillä, joten taas transistorin logiikan toiminta estyy.
Nature-lehdessä kuvatussa prosessorissa kehitettiin ratkaisu, jossa vältettiin sellaisten transistorikonfiguraatioiden käyttöä, jotka haittaavat transistorin toimintaa enemmän. Näin 14 tuhannen toimivan transistorin avulla voitiin toteuttaa logiikkaohjelma, joka tuotti kuuluisan Hello World -lauseen.
CNT-prosessorin transistorit voivat kytkeytyä noin miljoona kertaa sekunnissa. Tämä vastaa noin 1980-luvulla valmistettujen piitransistorien tasoa. Nanoputkien kutistaminen pienentäisi resistanssia, jolloin kytkentää voitaisiin nopeuttaa. Mennee kuitenkin pitkään, ennen kuin Piilaakso nimetään hiilinanoputkilaaksoksi.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
