Сотрудники IBM разработали принципиально новый концепт сборки будущих поколений чипов. Вместо традиционной фотолитографии планируется собирать структуры чипов на основе информационно-несущих молекул ДНК. Теоретически данный подход позволит используя синтез, сильно увеличить произодительность микросхем. Обкат технологии специалисты IBM планируют завершить в срок 10-20 лет.
Перевод статьи
В то время как другие производители в поисках способов уменьшения размеров компьютерных чипов оснащают их все большим числом транзисторов, специалисты IBM занимаются комплексным решением проблемы – созданием процессоров, использующих ДНК (архитектуру цифровых сетей).
Последние полтора года специалисты IBM работают над проектированием новой платформы для расположения транзисторов и соединений внутри процессора.
На сегодняшний день производители полупроводников применяют оптическую литографию (optical lithography), в которой для передачи формы используется свет. Проблема, по мнению главного специалиста отдела материалов для передовых технологий Джо Гордона (Joe Gordon), заключается в том, что очень трудно уменьшить платформу, используя существующие технологии.
И поскольку, как сказал Гордон, 50% улучшения производительности процессора процессоров происходит за счет «сжатия», уменьшения платформы, ученым необходимо изобрести новый способ создания платформы.
Роль и значение ДНК
«На данном этапе развитие индустрии позволит нам работать в процессоре с элементами размером в 22 нано-метра, – говорит Гордон. – Сейчас уже мы ищем возможности пойти еще дальше. Совершенно очевидно, что будет нелегко создать что-либо еще меньше по размерам, используя оптическую литографию, в известном нам виде. И ДНК поможет нам сделать это».
Штатный специалист IBM Грег Волроф (Greg Wallraff) пояснил, что исследователи располагают одинарные молекулы ДНК на поверхности чипа и используют их в качестве шаблона для сборки электронных компонентов – таких как нано-лампы и нано-провода. Кстати, используемая инженерами ДНК пришла из вирусов, добавил Грег Волроф.
Грег Волроф отметил, что команда исследователей IBM сотрудничает с Полем Ротемундом (Paul Rothemund) из Калифорнийского технологического института, в свое время разработавшего метод собирания молекул ДНК в комплексную структуру. Основываясь на этом исследовании, ученые IBM пытаются превратить ДНК в пригодные платформы.
«Люди называют ДНК проектом для жизни, – продолжает Вороф. – Специфические структуры ДНК обладают уникальными свойствами. ДНК принципиально программируема. Вы можете спроектировать ДНК в уникальные формы со своими специфическими местами соединения. Затем, мы заливаем эту ДНК форму в силиконовый субстрат, и ДНК строится в точном соответствии с нашим желанием, наконец, мы собираем оставшиеся компоненты системы».
Места соединения на ДНК, которые располагаются в точках, где нано-провода и транзисторы должны были присоединяться к платформе, могут располагаться гораздо ближе друг к другу, чем в традиционной схеме изготовления процессоров. С ДНК места соединения отстают друг от друга на расстояние в 4-6 нано-метров. Традиционно эта величина составляет около 45 нано-метров.
«Представьте себе процесс покрытия настила черепицей. И частички ДНК как раз и есть эта черепица, – объясняет Гордон. – Каждая черепица обладает определенным набором электронных компонентов. Эти черепицы расположены на чипе более свободно, так, что их число доходит до тысяч и миллионов. Вторым шагом, который мы еще не знаем, как сделать, – это соединить их вместе. Мы уже взялись за размеры, гораздо более внушительные, чем в рамках традиционной литографии».
После того, как нано-лампы и нано-провода будут положены на платформе, ДНК должна будет извлечена.
Волроф полагает, что для одного чипа потребуется миллионы платформ ДНК.
Гордон отмечает, что команда исследователей далека от того, чтобы постичь и вычислить до конца весь процесс введения в действие модели ДНК. «Мы еще себе точно не представляем, как все это будет работать, — говорит исследователь. – Как мы заставим «черепицы» соединяться и прикрепляться в нужных местах? Можем ли мы использовать нано-провода для присоединения их к «черепицам» в необходимых точках? Можем ли мы их связать?»
Волроф говорит, что следующим шагом станет соединение всех «черепиц» вместе и выявление слабых мест в их соединениию
Действительно, используя эту технику, мы вероятно уйдем вперед на 10 или 20 лет вперед…
Перевод статьи
В то время как другие производители в поисках способов уменьшения размеров компьютерных чипов оснащают их все большим числом транзисторов, специалисты IBM занимаются комплексным решением проблемы – созданием процессоров, использующих ДНК (архитектуру цифровых сетей).
Последние полтора года специалисты IBM работают над проектированием новой платформы для расположения транзисторов и соединений внутри процессора.
На сегодняшний день производители полупроводников применяют оптическую литографию (optical lithography), в которой для передачи формы используется свет. Проблема, по мнению главного специалиста отдела материалов для передовых технологий Джо Гордона (Joe Gordon), заключается в том, что очень трудно уменьшить платформу, используя существующие технологии.
И поскольку, как сказал Гордон, 50% улучшения производительности процессора процессоров происходит за счет «сжатия», уменьшения платформы, ученым необходимо изобрести новый способ создания платформы.
Роль и значение ДНК
«На данном этапе развитие индустрии позволит нам работать в процессоре с элементами размером в 22 нано-метра, – говорит Гордон. – Сейчас уже мы ищем возможности пойти еще дальше. Совершенно очевидно, что будет нелегко создать что-либо еще меньше по размерам, используя оптическую литографию, в известном нам виде. И ДНК поможет нам сделать это».
Штатный специалист IBM Грег Волроф (Greg Wallraff) пояснил, что исследователи располагают одинарные молекулы ДНК на поверхности чипа и используют их в качестве шаблона для сборки электронных компонентов – таких как нано-лампы и нано-провода. Кстати, используемая инженерами ДНК пришла из вирусов, добавил Грег Волроф.
Грег Волроф отметил, что команда исследователей IBM сотрудничает с Полем Ротемундом (Paul Rothemund) из Калифорнийского технологического института, в свое время разработавшего метод собирания молекул ДНК в комплексную структуру. Основываясь на этом исследовании, ученые IBM пытаются превратить ДНК в пригодные платформы.
«Люди называют ДНК проектом для жизни, – продолжает Вороф. – Специфические структуры ДНК обладают уникальными свойствами. ДНК принципиально программируема. Вы можете спроектировать ДНК в уникальные формы со своими специфическими местами соединения. Затем, мы заливаем эту ДНК форму в силиконовый субстрат, и ДНК строится в точном соответствии с нашим желанием, наконец, мы собираем оставшиеся компоненты системы».
Места соединения на ДНК, которые располагаются в точках, где нано-провода и транзисторы должны были присоединяться к платформе, могут располагаться гораздо ближе друг к другу, чем в традиционной схеме изготовления процессоров. С ДНК места соединения отстают друг от друга на расстояние в 4-6 нано-метров. Традиционно эта величина составляет около 45 нано-метров.
«Представьте себе процесс покрытия настила черепицей. И частички ДНК как раз и есть эта черепица, – объясняет Гордон. – Каждая черепица обладает определенным набором электронных компонентов. Эти черепицы расположены на чипе более свободно, так, что их число доходит до тысяч и миллионов. Вторым шагом, который мы еще не знаем, как сделать, – это соединить их вместе. Мы уже взялись за размеры, гораздо более внушительные, чем в рамках традиционной литографии».
После того, как нано-лампы и нано-провода будут положены на платформе, ДНК должна будет извлечена.
Волроф полагает, что для одного чипа потребуется миллионы платформ ДНК.
Гордон отмечает, что команда исследователей далека от того, чтобы постичь и вычислить до конца весь процесс введения в действие модели ДНК. «Мы еще себе точно не представляем, как все это будет работать, — говорит исследователь. – Как мы заставим «черепицы» соединяться и прикрепляться в нужных местах? Можем ли мы использовать нано-провода для присоединения их к «черепицам» в необходимых точках? Можем ли мы их связать?»
Волроф говорит, что следующим шагом станет соединение всех «черепиц» вместе и выявление слабых мест в их соединениию
Действительно, используя эту технику, мы вероятно уйдем вперед на 10 или 20 лет вперед…
