Καλώς ήλθατε στο Smartphone Futurology. Σε αυτή τη νέα σειρά επιστημονικών άρθρων, Κινητά έθνη Ο συνεργάτης των επισκεπτών Shen Ye ακολουθεί τις τρέχουσες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στα τηλέφωνά μας, καθώς και τα πρωτοποριακά πράγματα που εξακολουθούν να αναπτύσσονται στο εργαστήριο. Υπάρχει αρκετή επιστήμη μπροστά, καθώς πολλές από τις μελλοντικές συζητήσεις βασίζονται σε επιστημονικές χαρτιά με τεράστια ποσότητα τεχνικής ορολογίας, αλλά προσπαθήσαμε να διατηρήσουμε τα πράγματα τόσο απλά και απλά δυνατόν. Επομένως, εάν θέλετε να εμβαθύνετε πιο βαθιά στο πώς λειτουργούν τα κότσια του τηλεφώνου σας, αυτή είναι η σειρά για εσάς.
Μια νέα χρονιά φέρνει τη βεβαιότητα των νέων συσκευών για να παίξει, και γι 'αυτό ήρθε η ώρα να κοιτάξουμε μπροστά τι θα μπορούσαμε να δούμε στα smartphone του μέλλοντος. Η πρώτη δόση της σειράς κάλυψε τι νέο υπάρχει στην τεχνολογία της μπαταρίας, ενώ Το δεύτερο άρθρο εξέτασε τι θα ακολουθήσει στον κόσμο των οθονών για κινητά. Το τρίτο μέρος της σειράς εστιάζει στον ηλεκτρονικό εγκέφαλο των κινητών μας συσκευών - το SoC (σύστημα σε ένα τσιπ) και την αποθήκευση flash. Η άνοδος των smartphone και ο έντονος ανταγωνισμός μεταξύ ανταγωνιστών κατασκευαστών, έχουν επιταχύνει τον ρυθμό της τεχνολογικής προόδου και στους δύο αυτούς τομείς. Και δεν έχουμε τελειώσει ακόμα - υπάρχουν πάντα πιο άγριες τεχνολογίες στον ορίζοντα που μπορεί κάποια μέρα να βρουν το δρόμο τους σε μελλοντικές συσκευές. Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα.
Σχετικά με τον Συγγραφέα
Το Shen Ye είναι προγραμματιστής Android και πτυχιούχος MSci στη Χημεία από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ. Πιάσε τον στο Twitter @ shen και Google+ + Σεν.
Περισσότερα σε αυτήν τη σειρά
Φροντίστε να δείτε τις δύο πρώτες δόσεις της σειράς Smartphone Futurology, που καλύπτουν το μέλλον της τεχνολογίας μπαταριών και τεχνολογία οθόνης smartphone. Συνεχίστε να παρακολουθείτε περισσότερα τις επόμενες εβδομάδες.
Πιστωτική εικόνα: Qualcomm
Η βιομηχανία smartphone έχει επιταχύνει πάρα πολύ την τεχνολογία μικροτσίπ, τόσο στους επεξεργαστές όσο και στη μνήμη flash. Το HTC G1 πριν από 6 χρόνια είχε επεξεργαστή 528 MHz χρησιμοποιώντας διαδικασία 65 νανομέτρων και μονάδα μνήμης RAM 192MB. Έχουμε προχωρήσει πολύ από τότε, με την Qualcomm να κυκλοφορεί επεξεργαστές 64 bit φέτος χρησιμοποιώντας μια διαδικασία 20 nm. Σε αυτήν την δόση του Futurology smartphone, θα εξετάσουμε τις μελλοντικές τεχνολογίες τόσο στην αποθήκευση όσο και στην ισχύ επεξεργασίας, μαζί με προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν εάν θέλουμε να συνεχίσουμε να επιταχύνουμε με αυτόν τον ρυθμό.
Τα smartphone χρησιμοποιούν ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα γνωστό ως SoC (σύστημα σε ένα τσιπ). Αυτό συνδυάζει πολλά στοιχεία που απαιτούνται για τη λειτουργία της συσκευής σε ένα μόνο τσιπ, συμπεριλαμβανομένων ραδιόφωνων σύνδεσης, CPU, GPU, αποκωδικοποιητών πολυμέσων κ.λπ. Όταν οι κατασκευαστές τηλεφώνων αποφασίζουν για το SoC που θέλουν να χρησιμοποιήσουν, μπορούν να επιλέξουν την παραλλαγή πακέτου που θα ήθελαν, το καθένα με διαφορετική ταχύτητα και μέγεθος ρολογιού CPU. Για παράδειγμα, τόσο το Nexus 7 (2012) όσο και HTC One X χρησιμοποίησε ένα chipset Tegra 3, αλλά παρά την ίδια επωνυμία, η διάταξη, η ταχύτητα και το μέγεθος του SoC είναι διαφορετικά.
Μεγαλύτερα πακέτα, όπως τα τετράγωνα πακέτα τείνουν να είναι τα φθηνότερα, ενώ τα μικρότερα, όπως οι βάσεις μπάλας, είναι πιο ακριβά, καθώς απαιτούν πιο δαπανηρές διαδικασίες για να επιτευχθεί το μέγεθός τους. Οι ναυαρχίδες του 2014 όπως το Μ8 και S5 είχε το SoC στρωμένο κάτω από τη μνήμη RAM για εξοικονόμηση χώρου. Ωστόσο, αυτά τα στοιχεία λειτουργούν πολύ παρόμοια με αυτά ενός κανονικού υπολογιστή, όλα τροφοδοτούνται από μικροτσίπ γεμάτα με αδιανόητα μικρά τρανζίστορ.
Τρανζίστορ
Ο αριθμός των τρανζίστορ σε έναν επεξεργαστή τείνει να καθορίζει την ισχύ επεξεργασίας του.
Τα τρανζίστορ είναι μικροσκοπικές συσκευές ημιαγωγών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως διακόπτες ή ενισχυτές. Ο αριθμός των τρανζίστορ σε έναν επεξεργαστή τείνει να καθορίζει την ισχύ επεξεργασίας του. Ο όρος διαδικασίας κατασκευής νανομέτρων ορίζει το μέγεθος του επεξεργαστή. Με τρανζίστορ 20nm, μπορείτε να χωρέσετε περίπου 250 δισεκατομμύρια από αυτά σε μια γκοφρέτα πυριτίου γύρω από το μέγεθος ενός νυχιού.
Πάνω είναι ένα απλό διάγραμμα τρανζίστορ. Το πυρίτιο είναι ένας ημιαγωγός ο οποίος στην κανονική του κατάσταση είναι μονωτικός. Όταν εισάγεται ένα αδύναμο σήμα στην πύλη ελέγχου, μπορεί να φτάσει σε ένα κατώφλι όπου «προσβάλλει» την περιοχή του ημιαγωγού τοποθετείται παραπάνω με ηλεκτρικό πεδίο, προκαλώντας την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος και ολοκληρώνοντας έτσι μια σύνδεση μεταξύ της πηγής και του διοχετεύω. Για να κλείσετε το κύκλωμα, η πύλη ελέγχου απλώς απενεργοποιείται. Τα τρανζίστορ κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας μια μακρά σειρά διαδικασιών χημικής χάραξης και εναπόθεσης, αλλά το κόστος κατασκευής τους πέφτει συνεχώς καθώς ανακαλύπτονται νέες τεχνικές και βελτιστοποιήσεις.
Η Apple ανέλαβε όλο και περισσότερο τον σχεδιασμό των φορητών chipset τους. Το A8X που αποστέλλεται μέσα στο iPad Air 2 διαθέτει προσαρμοσμένη τριπύρηνη CPU ARM και προσαρμοσμένη octa-core PowerFX GPU, για συνολικά 3 δισεκατομμύρια τρανζίστορ on-die.
Μνήμη Flash NAND
Η πλειονότητα των τηλεφώνων χρησιμοποιεί αποθήκευση μνήμης flash NAND, έναν μη πτητικό τύπο χώρου αποθήκευσης - πιο συγκεκριμένα το EEPROM (Ηλεκτρικά διαγράψιμη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση). Σε αντίθεση με αυτό που υποδηλώνει το όνομα, η μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM) δεν είναι στην πραγματικότητα μόνο για ανάγνωση, αν και οι ταχύτητες ανάγνωσης είναι σίγουρα πιο γρήγορες από τις ταχύτητες εγγραφής. Το όνομα "NAND flash" προέρχεται από τη λογική πύλη NAND (NOT AND ή Negated AND), η οποία παράγει μια έξοδο "false" εάν η είσοδος είναι "true", χρησιμοποιείται στα τρανζίστορ που αποτελούν την αποθήκευση flash NAND.
Εικόνα: SLC τρανζίστορ πλωτής πύλης
Πάνω είναι μια απεικόνιση ενός τρανζίστορ πλωτής πύλης που αποθηκεύει πληροφορίες. Είναι απλώς ένα τρανζίστορ με πλωτή πύλη μονωμένη ηλεκτρικά με στρώμα οξειδίου και δεν έχει ηλεκτρικές επαφές. Η πλωτή πύλη μπορεί να διατηρήσει αρνητικό φορτίο και αυτό χρησιμοποιείται για την αποθήκευση πληροφοριών. Η μόνωση της επιτρέπει να διατηρεί τη φόρτιση για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Στο φλας ενός επιπέδου κυψέλης (SLC) κάθε πλωτή πύλη έχει 2 καταστάσεις όπου είτε φορτίζει αρνητικά είτε δεν έχει καμία φόρτιση, έτσι μπορεί να αποθηκεύσει 1 bit. Σε φλας πολλαπλών επιπέδων (MLC) κάθε πλωτή πύλη μπορεί να έχει πολλαπλές καταστάσεις ανάλογα με το πόσο αρνητικά φορτίζεται. Το φλας MLC επιτρέπει πυκνότερα μέσα αποθήκευσης σε σύγκριση με το φλας SLC αλλά έχει υψηλότερα ποσοστά σφάλματος ανάγνωσης / εγγραφής λόγω των στενότερων διαφορών μεταξύ καταστάσεων.
Η μνήμη flash NAND χρησιμοποιεί πλωτές πύλες για την αποθήκευση αυτών και μηδενικών.
Κατά την ανάγνωση της κατάστασης μιας πλωτής πύλης, χρησιμοποιεί έναν παρόμοιο μηχανισμό με τον τρόπο λειτουργίας ενός κανονικού τρανζίστορ. Εφαρμόζεται τάση στην πύλη ελέγχου για να φτάσει το κατώφλι όπου μπορεί να ολοκληρωθεί η σύνδεση μεταξύ της πηγής και της αποχέτευσης. Η απαιτούμενη τάση είναι ανάλογη του πόσο αρνητικά φορτίζεται η πλωτή πύλη. Η τιμή bit του τρανζίστορ μεταφράζεται από την τάση που απαιτείται για την ενεργοποίηση του τρανζίστορ. Όταν γράφετε, το κύκλωμα πρέπει να τροποποιήσει κάπως το φορτίο της πλωτής πύλης όταν είναι πλήρως μονωμένο από οποιαδήποτε άλλα ηλεκτρικά εξαρτήματα. Απαιτεί ένα φαινόμενο που ονομάζεται "κβαντική σήραγγα" - όπου ένα σωματίδιο (ένα ηλεκτρόνιο σε αυτήν την περίπτωση) μπορεί να διοχετεύσει μέσα από ένα φράγμα. Αυτή η διαδικασία γραφής είναι πολύ πιο περίπλοκη και πιο αργή από τη διαδικασία ανάγνωσης, επομένως οι ταχύτητες ανάγνωσης είναι πάντα υψηλότερες από τις ταχύτητες εγγραφής.
Το φλας φόρτισης (CFT) χρησιμοποιείται επίσης αντί για τρανζίστορ πλωτής πύλης, ο μηχανισμός είναι σχεδόν πανομοιότυποι εκτός από τα τρανζίστορ CFT χρησιμοποιούν μια λεπτή μεμβράνη για να αποθηκεύουν την αρνητική φόρτιση αντί για μια κινητή πύλη. Το πλεονέκτημά τους έναντι της πλωτής πύλης είναι ότι είναι πιο αξιόπιστα, φθηνότερα στην κατασκευή λόγω λιγότερων διεργασιών και είναι μικρότερα, ώστε να έχουν πυκνότερη χωρητικότητα. Αυτό θεωρείται ως το μέλλον της NAND, καθώς τα τρανζίστορ πλωτής πύλης είναι εξαιρετικά δύσκολο να κατασκευαστούν κάτω από 20 nm. Ωστόσο, με τα τρανζίστορ να πλησιάζουν μεγέθη κάτω των 20nm, αυτό μπορεί να σημαίνει μη βιώσιμα ποσοστά σφάλματος και χαμηλά δεδομένα χρόνοι διατήρησης (δηλ. η συσκευή σας μπορεί να καταστραφεί εάν την αφήσετε σε ισχύ για παρατεταμένες περιόδους χρόνος). Με τρανζίστορ πλωτής πύλης, μεγέθη μικρότερα από 20nm μπορούν να αυξήσουν την παρεμβολή φόρτισης μεταξύ πλωτών πυλών - αυξάνοντας έτσι σημαντικά τα ποσοστά σφάλματος και διαφθοράς.
Η Samsung ανακάλυψε έναν τρόπο να μετατρέψει κάθε τρανζίστορ σε κυλινδρική μορφή, μεγιστοποιώντας την πυκνότητα αποθήκευσης.
3D NAND
Πιστωτική εικόνα: Samsung Electronics
Το 3D NAND (μερικές φορές γνωστό ως Vertical NAND ή V-NAND) μόλις πρόσφατα διατέθηκε στη μαζική αγορά, με τα SSD της σειράς Samsung 850 να τα χρησιμοποιούν. Το φλας 3D NAND παρέχει ταχύτερη απόδοση με βελτιωμένη διάρκεια ζωής και αξιοπιστία. Αρχικά ανακοινώθηκε από τη Samsung Electronics πέρυσι, κατάφεραν να κλιμακώσουν την τεχνολογία NAND κάθετα σε αντίθεση με την επιθετική οριζόντια κλιμάκωση στην τρέχουσα αγορά. Η Samsung ανακάλυψε μια μέθοδο αλλαγής του σχήματος κάθε τρανζίστορ σε κυλινδρική μορφή και στοίβαγμα στρωμάτων αυτών των κυλινδρικών τρανζίστορ για μεγιστοποίηση της πυκνότητας αποθήκευσης flash NAND ανά περιοχή.
Το 3D NAND προσφέρει μεγαλύτερη πυκνότητα αποθήκευσης και χαμηλότερο κόστος ανά gigabyte.
Το φλας 3D NAND φέρνει χαμηλότερο κόστος ανά GB, φέρνοντάς το πιο κοντά στο μαγνητικό χώρο αποθήκευσης (όπως οι παραδοσιακοί μηχανικοί σκληροί δίσκοι). Επιπλέον, βοηθά στην επίλυση τρεχόντων προβλημάτων με μεγέθη τρανζίστορ κάτω από 20 nm, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης των παρεμβολών μεταξύ των τρανζίστορ.
Φάση αλλαγής φλας
Πιστωτική εικόνα: Micron
Στο τελευταίο άρθρο της σειράς, συζητήσαμε τις οθόνες IGZO κρυστάλλου αλλαγής φάσης, τις οποίες η Sharp παρουσίασε πρόσφατα στις συσκευές Aquos. Αντί για καταστάσεις με φορτία διαφοράς, τα υλικά αλλαγής φάσης (PCM) αλλάζουν τη δομή τους μεταξύ κρυσταλλικής (παραγγελθείσας) και άμορφης (διαταραγμένης). Με τους πωλητές πυριτίου να ανταγωνίζονται για να βρουν μια νέα τεχνολογία για να αντικαταστήσουν το φλας NAND λόγω ζητημάτων κλιμάκωσης κάτω των 20nm, το φλας αλλαγής φάσης εμφανίζεται ως ισχυρός υποψήφιος.
Φέτος και τα δύο IBM και Western Digital απέδειξαν τις προσπάθειές τους στη δημιουργία SSD PCM. Σε σύγκριση με την τρέχουσα μνήμη NAND, η μνήμη αλλαγής φάσης έχει σημαντικά χαμηλότερη καθυστέρηση - κάτω από 70 μικροδευτερόλεπτα σε ένα μόνο μικροδευτερόλεπτο. Σε αντίθεση με τον τρόπο με τον οποίο η NAND χρησιμοποιεί φορτία, το PCM δεν θα έχει παρεμβολές με άλλο τρανζίστορ σε κλίμακες κάτω των 20nm, εφόσον είναι απομονωμένοι.
Η μνήμη flash αλλαγής φάσης ενδέχεται να αρχίσει να αντικαθιστά τις τρέχουσες τεχνολογίες NAND μέσα στην επόμενη δεκαετία.
Το επί του παρόντος προτιμώμενο PCM είναι ένα κράμα χαλκογονιδίου1. Χρησιμοποιώντας μια μικρή αντίσταση (θερμαντήρας) τοποθετημένη κάτω από κάθε τμήμα του χαλκογονιδίου, η φάση του υλικού μπορεί να αλλάξει μόνο ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία και το χρόνο ενός παλμού θερμότητας από την αντίσταση. Κάθε αντίσταση πρέπει να είναι τυλιγμένη σε θερμομονωτικό για να αποφευχθεί η "θερμική διασταυρούμενη ομιλία", όταν η θερμότητα από μια αντίσταση επηρεάζει άλλα "bits" PCM. Οι χρονικές κλίμακες για τις οποίες μιλάμε είναι στην περιοχή των 10-30 νανοδευτερολέπτων, τόσο εξαιρετικά γρήγορες ταχύτητες γραφής. Η διαδικασία ανάγνωσης είναι εξίσου γρήγορη, με την κρυσταλλική φάση να είναι ένας καλύτερος αγωγός Η ανάγνωση της τιμής bit είναι τόσο απλή όσο περνά ένα μικρό ρεύμα μέσω του PCM και μετράται αντίσταση. Τα αποτελέσματα ήταν πολύ ελπιδοφόρα και θα πρέπει να αναμένουμε ότι η μνήμη flash αλλαγής φάσης θα υιοθετηθεί σε σχέση με τις τρέχουσες τεχνολογίες NAND μέσα στην επόμενη δεκαετία.
Μη πτητική μαγνητική μνήμη RAM (MRAM)
Πιστωτική εικόνα: Everspin
Ο μαγνητισμός προτάθηκε ως τρόπος αποθήκευσης δεδομένων πριν από μια δεκαετία, αλλά έχουν καταδειχθεί πρόσφατα μέθοδοι κατασκευής2. Αυτή η τεχνολογία επόμενης γενιάς είναι ακόμη πολύ μακριά, αλλά τώρα έχει περάσει από το στυλό και το χαρτί στην παραγωγή. Ο λανθάνων χρόνος του MRAM είναι επίσης πολύ χαμηλότερος από αυτόν των τρεχόντων τσιπ NAND, στις χαμηλές δεκάδες νανοδευτερόλεπτα.
Η Everspin συνεργάστηκε με την Global Foundries σε μαγνητική RAM ροπής περιστροφής προϊόντος (ST-MRAM) χρησιμοποιώντας διαδικασία 40nm. TDK επίσης έκανε επίδειξη την τεχνολογία ST-MRAM, αν και μόνο στα 8Mbit σε σύγκριση με τα 64Mbit του Everspin. Οι δύο εταιρείες είναι σε αγώνα για να ωριμάσουν τις τεχνολογίες MRAM για την καταναλωτική αγορά.
LPDDR4
Πιστωτική εικόνα: Samsung Tomorrow
Προχωρώντας στη μνήμη RAM, οι περισσότερες τρέχουσες ναυαρχίδες χρησιμοποιούν φορητή μνήμη LPDDR3 (βάση LP για χαμηλή ισχύ). Η υιοθέτησή του στην αγορά ήταν γρήγορη, με το JEDEC να δημοσιεύει μόνο το πρότυπο LPDDR3 τον Μάιο του 2012. Νωρίτερα τον Αύγουστο, δημοσίευσαν το Πρότυπο LPDDR4 με τα ηλεκτρονικά της Samsung πρώτο τσιπ LPDDR4 κλάσης 20nm ικανός να επιτύχει ρυθμούς δεδομένων 3200 Mbit / s, 50% υψηλότερος από αυτόν της προηγούμενης γενιάς και χρησιμοποιεί 10% χαμηλότερη τάση, συνεπώς μια συνολική αύξηση 40% στην απόδοση ισχύος.
Με οθόνες 2K ήδη στις κινητές συσκευές μας και 4K στα δεξιά για tablet, η όρεξή μας για RAM συνεχίζει να αυξάνεται. Η μνήμη RAM είναι πτητική - απαιτεί σταθερή τάση για τη διατήρηση των αποθηκευμένων δεδομένων της, επομένως η κατανάλωση ενέργειας είναι εξίσου σημαντική με την ταχύτητα. Πιθανότατα θα βλέπουμε μάρκες LPDDR4 στα κορυφαία τηλέφωνα και tablet μας το 2015 και θα είμαστε ένα ακόμη βήμα πιο κοντά στο να μην χρειάζεται να ανησυχούμε για τις εφαρμογές παρασκηνίου που κατακλύζουν ολόκληρη τη συσκευή.
Κατασκευή μικροτσίπ κάτω των 20nm
Οι μικρότερες διαδικασίες κατασκευής σας επιτρέπουν να τραβήξετε περισσότερα τρανζίστορ στον επεξεργαστή σας ...
Οι πωλητές πυριτίου όπως η Qualcomm και η Intel αναζητούν συνεχώς τρόπους να πιέσουν περισσότερα τρανζίστορ σε έναν επεξεργαστή για να αυξήσουν τελικά την απόδοσή τους. Αναφέραμε παραπάνω πώς τα τρανζίστορ NAND έχουν προβλήματα με την αποθήκευση δεδομένων κάτω των 20nm, για να μην αναφέρουμε την τεράστια μείωση των αποδόσεων προϊόντων. Ένα άλλο πρόβλημα που εξετάζεται επί του παρόντος είναι το ζήτημα της μεταφοράς σχεδίων κάτω των 20nm στη γκοφρέτα πυριτίου.
Οι τρέχουσες τεχνικές χρησιμοποιούν φως για να προβάλουν το σχέδιο σε μια γκοφρέτα πυριτίου με ευαίσθητο στο φως υλικό - φανταστείτε να χρησιμοποιήσετε έναν προβολέα για να εμφανίσετε μια εικόνα σε κλίμακα νανομέτρου. Όταν βυθίζετε κάτω από 20nm χτυπάτε μερικές δυσκολίες με αυτήν τη διαδικασία λιθογραφίας, που περιορίζονται από τους νόμους της φυσικής. Όταν φτάσετε σε τέτοιες μικρές κλίμακες, η περίθλαση του φωτός αρχίζει να αποτελεί πρόβλημα.
Πιστωτική εικόνα: Intel
... αλλά όταν βυθιστείτε κάτω από 20nm, οι νόμοι της φυσικής αρχίζουν να συμβαδίζουν με εσάς.
Όπως ίσως γνωρίζετε, το φως ταξιδεύει ως κύμα. Εάν το κύμα διέρχεται από ένα κενό (το πρότυπο σχεδίασης πυριτίου σε αυτήν την περίπτωση) του οποίου το μέγεθος είναι κοντά στο μήκος κύματος του φωτός, μπορεί να διαθλαθεί και να δώσει μια πολύ θολή μεταφορά. Σίγουρα μπορούμε απλά να αυξήσουμε το μήκος κύματος του φωτός, σωστά; Λοιπόν αυτό διορθώνει μόνο τα προβλήματα προσωρινά έως ότου θέλετε να πάτε ακόμη μικρότερο, επιπλέον θα πρέπει να βρείτε ένα νέο ευαίσθητο στο φως υλικό που θα αντιδρά στο νέο μήκος κύματος του φωτός. Αυτό ακριβώς συμβαίνει τώρα, με την «ακραία υπεριώδη λιθογραφία» (EUV) να είναι η επόμενη γενιά τεχνικών λιθογραφίας, ικανή να ανεβάσει το όριο των 20nm στα 13,5nm.
Οι πωλητές πυριτίου έχουν ήδη εξετάσει πώς να σπάσουν τον επόμενο τοίχο από τούβλα που θα αντιμετωπίσουν αναπόφευκτα, 13,5nm. Ένας τομέας με μεγάλη έρευνα σε αυτόν τον τομέα είναι η αυτοσυναρμολόγηση νανοσωλήνων. Αυτές είναι μακρές πολυμερείς αλυσίδες που έχουν σχεδιαστεί για να οργανώνονται σε συγκεκριμένα σχέδια. Μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο δημοσίευσε μια εφημερίδα3 σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο πήραν μια λύση από τις πολυμερείς αλυσίδες τους για να οργανωθούν σε λεπτές, ομοιόμορφα διαχωρισμένες γραμμές που θα μπορούσαν να αγωγούν ηλεκτρισμό.
Πιστωτική εικόνα: Πανεπιστήμιο του Τορόντο
Πιστωτική εικόνα: D-Wave
Κβαντικός υπολογισμός και Qubits
Η κβαντική υπολογιστική βρίσκεται ακόμη στα σπάργανα, αλλά πολλοί πιστεύουν ότι είναι το μέλλον της πληροφορικής. Είναι απίστευτα περίπλοκο, οπότε θα παρουσιάσουμε τα βασικά εδώ. Πολλά από αυτά που συμβαίνουν στο κβαντικό επίπεδο είναι πραγματικά περίεργο σε σύγκριση με αυτό που βλέπουμε καθημερινά. 4 χρόνια μετά το πτυχίο της επιστήμης, έχω μερικές φορές προβλήματα να πιάσω ορισμένα μέρη της κβαντικής μηχανικής.
Πολλά από αυτά που συμβαίνουν σε κβαντικό επίπεδο είναι πολύ περίεργο.
Οι συμβατικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν bits, τα οποία μπορούν να είναι μόνο μία από τις δύο καταστάσεις, είτε 1 είτε 0. Ένα qubit (κβαντικό bit) μπορεί να βρίσκεται ταυτόχρονα σε πολλές καταστάσεις και έτσι μπορεί να επεξεργαστεί και να αποθηκεύσει μεγάλες ποσότητες δεδομένων. Αυτό οφείλεται σε ένα κβαντικό φαινόμενο γνωστό ως υπέρθεση, η βάση του τρόπου λειτουργίας του κβαντικού υπολογισμού (αυτό εξηγείται συνήθως με Η γάτα του Schrodinger αναλογία).
Η κβαντική εμπλοκή μπορεί να χτυπήσει το μυαλό σας.
Ένα άλλο φαινόμενο γνωστό ως "εμπλοκή" μπορεί να συμβεί σε κβαντικό επίπεδο, όπου ένα ζευγάρι σωματιδίων αλληλεπιδρά με τέτοιο τρόπο ώστε να μην μπορούν να περιγραφούν μόνα τους αλλά ως σύνολο. Αυτό προκαλεί περίεργα πράγματα που συμβαίνουν όπως η αλλαγή της κατάστασης ενός από τα σωματίδια και κατά κάποιον τρόπο του άλλου Το σωματίδιο θα αλλάξει ακαριαία επίσης, παρά το γεγονός ότι είναι μακριά, χωρίς φυσική σχέση μεταξύ τους. Το πρόβλημα με το qubit είναι ότι αν προσπαθήσετε να το διαβάσετε απευθείας, θα πρέπει να αλληλεπιδράσετε με αυτό με κάποιο τρόπο που θα άλλαζε την αξία του. Ωστόσο, η κβαντική εμπλοκή λύνει το πρόβλημα. Εάν εμπλέξετε το qubit, μπορείτε να μετρήσετε το ζεύγος του που επιτρέπει στους ερευνητές να διαβάσουν την τιμή του qubit χωρίς να το κοιτάξουν.
Πέρυσι, η Google ανακοίνωσε ότι θα κυκλοφορήσει ένα A.I. εργαστήριο με κβαντικό υπολογιστή 512-qubit, αν και αυτή τη στιγμή απαιτεί ένα τεράστιο δωμάτιο γεμάτο εργαλεία για να διατηρηθεί στη βέλτιστη κατάσταση τρέξιμο. Αλλά έτσι ξεκίνησε και ο συμβατικός υπολογιστής. Θα είναι πολύ πάνω από 2 δεκαετίες πριν το πάρουμε στα τηλέφωνά μας, αλλά είναι σίγουρα μια περιοχή με μεγάλη έρευνα που συνεχώς αυξάνεται.
Η κατώτατη γραμμή
Η αγορά πυριτίου είναι τόσο ανταγωνιστική αυτή τη στιγμή που νέες ανακαλύψεις και πρότυπα υιοθετούνται γρήγορα στην αγορά. Θα έχουμε 3D NAND και LPDDR4 πολύ σύντομα στις συσκευές μας, προσφέροντας σημαντικά πιο γρήγορη απόδοση και καλύτερη απόδοση ισχύος. Συζητήσαμε μερικούς τομείς έρευνας που χρηματοδοτούνται γενναιόδωρα για να βοηθήσουν τους πωλητές πυριτίου να αποκτήσουν ένα πλεονέκτημα στο επιθετική αγορά - αν και ο ανταγωνισμός στον κλάδο της τεχνολογίας ήταν πάντοτε οφέλη μαζικά καταναλωτής.
Ρ. Μπεζ. Chalcogenide PCM: τεχνολογία μνήμης για την επόμενη δεκαετία. στο Electron Devices Meeting (IEDM), 2009 IEEE International. 2009. ↩
ΜΕΓΑΛΟ. Liu, C.-F. Pai, Υ. Li, H.W. Tseng, D.C. Ralph και R.A. Buhrman, Spin-Torque Switching with the Giant Spin Hall Effect of Tantalum, Science, 2012. 336 (6081): σελ. 555-558. ↩
Η. Wang, M.A. Winnik και I. Τρόποι, Σύνθεση και Αυτοσυναρμολόγηση της Πολυ (ferrocenyldimethylsilane-b-2-vinylpyridine) Diblock Copolymers, Macromolecules, 2007. 40 (10): σ. 3784-3789. ↩
Αυτά είναι τα καλύτερα ασύρματα ακουστικά που μπορείτε να αγοράσετε σε κάθε τιμή!
Τα καλύτερα ασύρματα ακουστικά είναι άνετα, υπέροχα, δεν κοστίζουν πολύ και χωράνε εύκολα στην τσέπη.
Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για το PS5: Ημερομηνία κυκλοφορίας, τιμή και πολλά άλλα.
Η Sony επιβεβαίωσε επίσημα ότι εργάζεται στο PlayStation 5. Εδώ είναι ό, τι γνωρίζουμε μέχρι τώρα.
Η Nokia λανσάρει δύο νέα τηλέφωνα Android One προϋπολογισμού κάτω των 200 $.
Το Nokia 2.4 και το Nokia 3.4 είναι οι τελευταίες προσθήκες στην οικονομική σειρά smartphone της HMD Global. Δεδομένου ότι είναι και οι δύο συσκευές Android One, είναι εγγυημένο ότι θα λαμβάνουν δύο σημαντικές ενημερώσεις λειτουργικού συστήματος και τακτικές ενημερώσεις ασφαλείας για έως και τρία χρόνια.
Ασφαλίστε το σπίτι σας με αυτά τα κουδούνια και κλειδαριές SmartThings.
Ένα από τα καλύτερα πράγματα για το SmartThings είναι ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πολλές άλλες συσκευές τρίτου μέρους στο σύστημά σας, κουδούνια και κλειδαριές που περιλαμβάνονται. Δεδομένου ότι όλοι μοιράζονται ουσιαστικά την ίδια υποστήριξη SmartThings, έχουμε εστιάσει σε ποιες συσκευές έχουν τις καλύτερες προδιαγραφές και κόλπα για να δικαιολογήσουν την προσθήκη τους στο οπλοστάσιό σας SmartThings.