Sulautettu äly tuottaa yhä suurempia määriä dataa, mutta prosessoripiirien kyky jalostaa se hyödylliseksi informaatioksi ei etene koska muisti- ja prosessoripiirien välinen viestintä muodostaa eräänlaisen pullonkaulan. Stanfordin yliopiston ja MIT:n tutkijoiden kehittämä uudenlainen piiritekninen prototyyppi on radikaali muutos nykypäivän siruihin verrattuna. Se yrittää murtaa pullonkaulat käyttämällä useita nanoteknologioita ja uutta tietokonearkkitehtuuria.
Pii-pohjaisen tekniikan sijaan käytetään hiilinanoputkia ja resistiivisen hakumuistin (RRAM) soluja. Ne ovat haihtumatonta muistia, joka toimii muuttamalla kiinteän dielektrisen materiaalin resistanssia.
Tutkijat integroivat miljoona RRAM-solua ja kaksi miljoonaa hiilinanoputkista kanavatransistoria monimutkaiseksi nanoelektroniikan järjestelmäksi. RRAM-solut ja hiilinanoputket on rakennettu pystysuunnassa toistensa yli, jolloin syntyy tiivis kolmiulotteinen tietokonearkkitehtuuri lomittavine kerroksine logiikkaa ja muistia. Lisäämällä ultratiheät johdot näiden kerrosten välille tämä 3D-arkkitehtuuri lupaa ohittaa edellä mainitut datan pullonkaulat.
Avain tässä työssä on, että hiilinanoputkipiirit ja RRAM-muisti voidaan valmistaa paljon alemmissa lämpötiloissa kuin piitekniikka, eli alle 200 asteessa.
Hiilinanoputkinen logiikka voi säästää merkittävästi energiaa piitekniikkaan verrattuna. RRAM voi olla tiheämpi, nopeampi ja vähemmän energiaa käyttävä kuin DRAM, toteavat tutkijat tiedotteessaan.
Lisäksi teknologian mahdollisuuksia osoittaakseen tutkijat käyttivät hiilinanoputkia toimimaan myös antureina. Sirun pintakerrokseen he sijoittivat yli miljoona hiilinanoputkista anturia, joita ne käyttivät havaitsemaan ja luokittelemaan ympäristön kaasuja.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 7.8.2017
