Revolučný čip na báze uhlíkových nanorúrok prináša unikátne vlastnosti
Čínski vedci vedení výskumníkmi z Pekinskej univerzity vyvinuli prvý uhlíkový mikročip na svete, ktorý je schopný vykonávať úlohy umelej inteligencie (AI) pomocou revolučného ternárneho logického systému. Táto inovácia predstavuje významný skok vpred v polovodičovej technológii, pretože potenciálne prekonáva obmedzenia tradičných čipov na báze kremíka. Novo vyvinutý čip využíva uhlíkové nanorúrky (carbon nanotubes – CNT), materiál, ktorý ponúka výnimočné mechanické a elektrické vlastnosti.
CNT sú malé valcové trubice vyrobené z grafénových plátkov a používajú sa predovšetkým ako vodivé prísady v lítiovo-iónových batériách. No pre ich vynikajúcu elektrickú vodivosť, výbornú stabilitu a ultratenkú štruktúru sa CNT považujú za sľubný materiál pre ďalšiu generáciu polovodičov. Nové čipy sa líšia od konvenčných kremíkových čipov v tom, že využívajú ternárnu logiku namiesto tradičného binárneho systému, ktorý používa iba nuly a jednotky.
Tretí stav v nových čipoch umožňuje rýchlejšie výpočty pri menšej spotrebe energie. Ternárny logický systém zlepšuje efektívnosť prenosu dát v rámci rovnakého fyzického priestoru, čo umožňuje rýchlejšie a energeticky efektívnejšie výpočty. Tím výskumníkov navrhol nový tranzistor s uhlíkovými nanorúrkami pomocou konceptu známeho ako source-gated tranzistory (SGT). Úpravou hradlového napätia môže tranzistor CNT prepínať medzi tromi rôznymi prúdovými stavmi, čím vytvára základ pre ternárne logické obvody.
Na otestovanie schopností svojho nového čipu výskumníci vytvorili neurónovú sieť schopnú učiť sa a uvažovať napodobňovaním spojení medzi neurónmi v ľudskom mozgu. Rozsiahle experimenty odhalili, že neurónová sieť na báze CNT dosiahla výnimočnú presnosť pri klasifikácii ručne písaných číslic, čo dokazuje jej obrovský potenciál pre aplikácie umelej inteligencie vrátane úloh rozpoznávania obrazu a strojového učenia.
Nový čip je nielen vysoko efektívny, ale ponúka aj vysokú stabilitu a silnú odolnosť proti rušeniu, vďaka čomu je ideálny na použitie vo vysokovýkonných počítačoch, strojovom učení, umelej inteligencii a pamäťových zariadeniach s nízkou spotrebou energie. Nájde uplatnenie aj v zariadeniach internetu vecí (IoT), kde je energetická účinnosť rozhodujúci faktor.
Napriek mnohým výhodám čipy z uhlíkových nanorúrok stále zaostávajú za tradičnými kremíkovými čipmi, pokiaľ ide o hustotu integrácie. Napríklad grafický procesor RTX 5090 spoločnosti NVIDIA, ktorý bol ohlásený v januári 2025, obsahuje až 92 miliárd tranzistorov, čo ďaleko presahuje súčasné možnosti technológie CNT.
Peng Lianmao, jeden z vedúcich výskumníkov, vyjadril svoj optimizmus v súvislosti s budúcnosťou čipov na báze uhlíkových nanorúrok a povedal, že konečným cieľom je uviesť ich do hlavného prúdu v priebehu nasledujúcich 10 až 15 rokov. V prípade úspechu by táto technológia mohla nahradiť čipy na báze kremíka v širokej škále aplikácií – od superpočítačov a dátových centier až po smartfóny a iné elektronické zariadenia.
Zdroj: tribune.com.pk.
Zdroj Foto: depositphotos.com.
