28 nm大脑芯片;丰富的硅;正在进行的silicene之谜。
28 nm大脑芯片
美国国防部高级研究计划局资助的研究人员已经开发出一种28 nm芯片,模拟大脑。低功耗芯片是受大脑的神经结构。
研究人员设计的IBM在DARPA的自适应系统的神经形态塑料可伸缩的电子(突触)计划的芯片包含了54亿个晶体管。建立在三星的28 nm铸造过程中,芯片的晶体管数量最高的任何设备。
电路板显示16个新brain-inspired芯片4 X 4数组以及接口硬件。(来源:美国国防部高级研究计划局/ IBM)
芯片消耗少于100毫瓦电力,有2.56亿个“突触。“这些都是可编程序逻辑点,类似于大脑神经元之间的连接。但这仍数量级少于实际大脑突触的数量,据DARPA。
据DARPA, SyNAPSE项目是为了开发低功耗电子神经形态计算机扩展到生物的水平。当今的计算机是有限的权力需要处理大量的数据。相比之下,生物神经系统,如大脑,在低功率处理大量的信息。
SyNAPSE项目的初始阶段是开发纳米级电子突触组件。总之,芯片可以执行困难的感知和控制任务。
”摩尔的构造是指数递减成本high-transistor-count芯片可以允许计算机架构师借用自然的一个想法,能源是一个更重要的成本比复杂性,并专注于设计,获得功率效率稀疏雇佣大量的组件来降低数据的运动。IBM的芯片,这是迄今为止最大的一个还利用这些思想,可以给机器人的无人驾驶飞机或地面系统权力有限的预算更精细的感知环境,更准确地识别威胁和减少系统经营者的负担,”吉尔普拉特说,DARPA项目经理,该机构的网站上。
“我们的军队经常在严峻的环境中,必须携带沉重的电池电力移动设备、传感器、无线电和其他电子设备。飞行器的能力也非常有限的预算,因为重量的影响。对于这两个环境,极端的能源效率通过突触计划的成就可以使更大范围的移动计算应用的防守,”他补充道。
丰富的硅
的国家标准与技术研究院(NIST)击败自己的记录制造高纯度硅。这种类型的材料可以为发展铺平道路在量子计算机芯片。
NIST的高纯度硅材料超过99.9999%纯silicon-28 (si) 28日。材料也小于1百分率(ppm)的麻烦同位素silicon-29 (si) 29日。
NIST打破了自己的记录。去年,该组织能够丰富硅在“五个9”(99.9998%)的纯28 si。
NIST的硅浓缩流。离开的过程开始,硅的形式SiH4电离。离子通过磁场(左上),导致他们的路径曲线基于它们的质量不同程度。silicon-28离子,与其他硅同位素分离,现在减速通过超高真空室(中心)和到沉积室(右上角)。(来源:NIST)
Unenriched硅包含大约92%的28个如果,但是它还包括29 si的4.7%左右。量子计算,29日的存在如果是一个问题。它主宰量子位的量子信息的分解,根据国家标准。
“这与未配对核自旋状态,”乔希说幽灵PML的量子过程和计量组,NIST的网站。”(si) 29日基本上就相当于人在他们的手机在电影院的观众。这一切都搞乱了。”
丰富的硅,硅原子硅烷气体(SiH4)电离。离子在高压提取。然后,他们是通过一个磁场。反过来,这导致离子的轨迹曲线。
28 si和29 si材料发散成单独的光束。28硅离子从其他硅同位素分离。他们通过一个超高真空室减速到沉积室。28硅离子被收集到一个关于1-square-cm unenriched硅衬底。
“真正的挑战是让这个非晶硅浓缩成一种相当于你会得到什么,如果你买了一个晶片或外延层,“幽灵说。
正在进行的silicene之谜
神秘silicene继续展开。
Silicene, 2 d材料,类似于石墨烯,是感兴趣的主题。Silicene是一张二维的硅原子,可以由硅加热和蒸发原子到银平台。像石墨烯和其他二维材料,silicene可以使未来的场效应晶体管设备。
但最近,美国能源部阿贡国家实验室有质疑silicene的存在。该组织基本上证明材料。
另一方面,Consiglio重回delle Ricerche和其他人了silicene的存在。研究人员表明,多层silicene可以孤立和24小时保持不变,当暴露在空气中。
Silicene必须在真空中产生。它必须避免与氧气接触。否则,它将破坏材料的形成。理论上,silicene可以生长在银的表面。创建silicene,硅片是加热到高温。这导致单个硅原子蒸发和土地银白色的衬底上。
反过来,这创造了单一silcene层。更多的层可以堆叠在彼此之上。然而,在叠加,silicene可能回复到硅,硅结构更加稳定,根据研究人员。
在新的研究中,研究人员让silicene使用银基底材料的多层膜。衬底的温度保持在470 K。一些43层的silicene沉积到衬底上。
研究人员还发现,一层薄薄的氧化形成多层堆栈的顶部,这像一个保护层。“这些结果具有重要意义,因为我们已经表明,它可以获得一个硅基二维材料,而直到几年前被认为是不可思议的,”保拉•德•帕多瓦说从Consiglio重回delle Ricerche,上物理研究所网站。
“我们目前的研究表明,多层silicene导电比单层silicene,因此打开了整个硅微电子工业用它的可能性。特别是,我们(想象)的材料被用作门silicene-based MOSFET,最常用的晶体管在数字和模拟电路,”De帕多瓦说。“我们目前正在研究的可能性日益增长的多层次silicene直接到半导体基板,探索联合超导特性。”
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