«Фононный компьютер» будет использовать тепло вместо электричества

1174

В окружающих нас компьютерах для переноса информации используются электроны. В пока еще только разрабатываемых оптических компьютерах эта роль отводится фотонам. Ученые из Национального университета Сингапура работают над компьютерами третьего типа – «фононными», в которых функциональными аналогами электронов выступают фононы – квазичастицы, представляющие собой кванты колебательного движения атомов твердого тела.

Коротко говоря, электрический ток в фотонном компьютере заменен теплом. Парадоксально, но в современных компьютерах тепловая энергия рассматривается, как вредный фактор – достаточно вспомнить, какие усилия приходится прилагать конструкторам, чтобы обеспечить эффективное охлаждение систем.

Как известно, базовыми элементами компьютерных схем являются логические вентили. Тепловой компьютер - не исключение. И если в электронном компьютере логическим уровням на входах и выходах вентилей соответствуют высокие и низкие значения напряжения, то в теплом – высокие и низкие значения температуры.

В свою очередь, ключевым элементом логического вентиля является термический транзистор. Он работает примерно так же, как полевой транзистор в электронных схемах. Два вывода играют роли истока и стока, а третий – затвора. Тепло передается колебаниями кристаллической решетки. Сочетание спектров колебаний двух выводов определяет наличие потока тепла. Когда спектры колебаний выводов перекрываются, тепло легко передается от вывода с большей температурой, к выводу с меньшей, что соответствует состоянию «включен». Когда спектры не перекрываются, передача тепла не происходит, что соответствует состоянию «выключен».

На схеме показан термический транзистор. Тепло проходит между выводами S и D во включенном состоянии, и практически не проходит в выключенном. Буквой G обозначен управляющий вывод.

Описанный механизм работает, когда система обладает свойством отрицательного дифференциального теплового сопротивления (negative differential thermal resistance, NDTR), которое заключается в том, что большое изменение температуры индуцирует малое изменение теплового потока. Эффект NDTR был открыт учеными университета в 2006 году.

К настоящему времени из термических транзисторов создана схема сигнального повторителя и логические вентили, реализующие функции NOT и AND/OR. Пока речь идет о моделях, но исследователи уверены, что экспериментальная реализация приборов средствами нанотехнологий не за горами.

Источник: PhysOrg.com

8 ноября 2007

04:50

Ctrl
ПредыдущаяСледующая

Все новости за сегодня

Появились изображения упаковок настольных процессоров Intel Core i5 и Core i7 восьмого поколения. Core i3 пока ждать не стоит: CPU Intel Core i5 и Core i7 восьмого поколения будут оснащены GPU UHD Graphics 6304

На передней панели корпуса Gigabyte Aorus AC300W разместилось шесть разъёмов : Gigabyte представила корпус Aorus AC300W с подсветкой 3

Представлена операционная система Android 8.0 Oreo : Google представила Android Oreo32

Nikon сосредоточится на поддержке в камерах видео 8K : Другой приоритет — выпуск медицинского оборудования30

В конфигурацию ноутбука Acer Nitro 5 Spin входит процессор Intel Core восьмого поколения: Продажи новинки должны начаться в октябре, по цене $9995

Серия массивов твердотельных накопителей IntelliFlash N пополнила каталог Tegile Systems: Производитель называет IntelliFlash N первым унифицированным массивом NVMe корпоративного класса

TowerJazz и Tacoma Semiconductor Technology договорились построить фабрику в Китае: Израильская компания поделится опытом, Tacoma Semiconductor Technology возьмет на себя расходы2

Новому смартфону Apple iPhone приписывают способность распознать лицо пользователя «за миллионные доли секунды»: Кроме того, 3D-сканер будет использоваться в приложениях дополненной реальности42

DockCase — чехол и стыковочная станция для ноутбука Apple MacBook Pro: Минимальный взнос, позволяющий надеяться на получение DockCase в ноябре 2017 года, равен $796

1318

iXBT TV

  • Обзор видеоускорителя AMD Radeon RX Vega 64

  • Обзор легкой, компактной и дешевой мясорубки Kitfort KT-2101 Carnivora

  • Обзор беззеркальной фотокамеры Fujifilm X-T20

  • Обзор кинотеатрального DLP-проектора BenQ W11000 с эмуляцией разрешения 4К

  • AMD Ryzen Threadripper 1920Х и 1950X — тестирование 12-ядерного и 16-ядерного процессоров

  • Обзор мини-ПК ECS Liva Z на базе процессора Apollo Lake

  • Самый лучший процессор, неудачи Microsoft, гибкие наушники Samsung

  • Обзор цветного МФУ Xerox VersaLink C405 для малых и средних офисов

  • Обзор умного чайника Redmond SkyKettle RK-G200S с подсветкой и нагревом воды до нужной температуры

  • Конфигурируем мини-ПК: изучаем влияние памяти и накопителя на быстродействие системы

  • 3D-карты AMD Radeon RX Vega, цены, спецификации, смартфон Meizu Pro 7

  • Обзор лазерного цветного МФУ Canon imageRunner Advance C3520i, младшего в новой линейке

1212

Календарь

ноябрь
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс

Рекомендуем почитать