Nanotechnologie en Computer Technology

Met ingang van de datum van publicatie , de microscopische grootte van transistors voor computer circuits wordt de drempel van nanotechnologie nadert, de studie van materialen op de schaal van nanometers , of miljardste van een meter . Nanotechnologen ontwerp apparaten met behulp van atomen en moleculen als bouwstenen; Dit kan uiteindelijk leiden tot onzichtbaar - kleine computer systemen en draagbare systemen miljoenen malen krachtiger dan laptops en smartphones van vandaag. Krimpende Componenten

Computer chipmakers al werken op de schaal van 20 tot 200 nanometer wanneer zij de microprocessoren en geheugen die verder gaan in computers , game consoles en smartphones . Bekabeling heeft componenten zo smal als 20 tot 30 nanometer , of ongeveer een - vijftigste van de breedte van een menselijke haar. Ongeveer een miljard transistors , weerstanden en condensatoren past op een chip een paar millimeter plein. In 1986 , de stand van de techniek was een micron , of 1000 nanometer; in slechts een paar jaar , kunnen onderdelen onder 1 nanometer , dat is slechts een paar atomen groot. De traditionele manier van het maken van computerchips is om fotografische patronen te maken met ultraviolet licht . Zoals golflengtes van het licht te krijgen kleiner kleinere transistors , het proces, genaamd fotolithografie , wordt het moeilijker te maken. Chipmakers kan hebben om andere methoden te gebruiken om nanometerschaal circuits te creëren .
Nanoelectronica

Kleinere transistors laten een computer maker pak meer complexe en geavanceerde functies in zijn producten . Vandaag , een shirt zakformaat smartphone heeft meer rekenkracht dan een kamer - en kleinbedrijf computer uit de jaren 1970 . Deze trend zal doorzetten met nano-elektronica , die zal gebruik maken van atoom - dunne draden en molecuul-en kleinbedrijf transistors . Deze apparaten zullen de trend van meer geheugen en het berekenen van het vermogen in minder ruimte en met een lager stroomverbruik verder . Al deze apparaten krimpen , de elektronen die de circuits van energie grotere neiging te "lekken " of drift tussen componenten . Elektriciteit is braaf in een stopcontact , maar als een draad te klein wordt , kan elektronen springen door smalle elektrische isolatoren , het creëren van problemen . Hoewel niet een schok , zal dit een uitdaging voor ingenieurs ontwerpen van circuits in de toekomst
opleveren .
Mechanische Computers

In de jaren 1800 , ruim voor elektronica, pioniers voorgesteld en gebouwd rekenmachines gemaakt van mechanische tandwielen en hefbomen . Nanotechnologie kan dit idee te doen herleven , de uitvoering van computers als mechanische systemen . De mechanische rekenmachines van het begin van de 20e eeuw waren betrouwbaar , maar traag en onhandig in vergelijking met elektronische machines. Echter, molecuul-en kleinbedrijf mechanische onderdelen werken bij snelheden dichter bij elektronische schakelingen , en zonder olie of slijtage . Goed ontworpen moleculaire machines zal werken met extreem lage wrijving .
Nanobots

De eerste elektronische computers van de jaren 1940 elk gevuld een grote kamer met vacuümbuizen en bedrading . Slechts een handvol van het onderzoek machines bestonden , en enkele van hun gebruikers had gedacht dat slechts 70 jaar later , klein speelgoed zou computers hebben , en auto's zouden een dozijn hebben . Als de computers kleiner zijn geworden , zijn de kosten ook gekrompen; eenvoudige microprocessors kost slechts een paar dollar . Als deze trend zich voortzet , zullen kleinere goederen computers en software te krijgen . Door computers van moleculaire delen , kunnen ze worden geperst om de grootte van een virus . Microscopische robots genaamd nanobots , die hun eigen eenvoudige computers, kan een dag zoek je bloedbaan voor infecties of toxische stoffen te elimineren op stortplaatsen .
Massive parallelliteitstoleranties

Computer makers vandaag bouwen aan de snelste machines door aan te sluiten duizenden processor chips. Ze breken berekeningen in kleine deeltaken , het toewijzen van elk deel aan een processor , dan is het combineren van de resultaten . Dit idee , genaamd enorme parallellisme , laat een computergebruiker macht toe te voegen aan zijn systeem gewoon door het aansluiten van meer processors . Een processor die met nanotechnologie lineaire afmetingen tot 1000 keer kleiner zijn dan de huidige degenen , waardoor een computersysteem past van 1 miljard processors in dezelfde driedimensionale volume heeft nu slechts een. Massively- parallelle computersystemen met miljoenen of miljarden processors zal helpen taaie wetenschappelijke, technische en commerciële problemen op te lossen .