À compter de la date de publication, la taille microscopique des transistors des circuits informatiques se rapproche du seuil de la nanotechnologie, l'étude des matériaux à l'échelle des nanomètres, ou milliardièmes de mètre. dispositifs de conception Nanotechnologists utilisant des atomes et des molécules comme des blocs de construction; cela peut éventuellement conduire à invisiblement-petits systèmes informatiques et des systèmes portables millions de fois plus puissants que les ordinateurs portables et les smartphones d'aujourd'hui.
Composants Shrinking
les fabricants de puces informatiques travaillent déjà à l'échelle comprise entre 20 à 200 nanomètres quand ils font les microprocesseurs et la mémoire qui vont dans les ordinateurs, les consoles de jeux et smartphones. Le câblage qui relie les composants peut être aussi étroite que 20 à 30 nanomètres, soit environ un cinquantième de la largeur d'un cheveu humain. Environ un milliard de transistors, des résistances et des condensateurs tiennent sur une puce de quelques millimètres carrés. En 1986, l'état de l'art était un micron, ou 1000 nanomètres; en quelques années, les composants peuvent être sous 1 nanomètre, qui est à seulement quelques atomes de taille. La façon traditionnelle de faire les puces d'ordinateur est de faire des motifs photographiques avec la lumière ultraviolette. Comme les longueurs d'onde de lumière deviennent plus petits à faire des petits transistors, le processus, appelé photolithographie, devient plus difficile. fabricants de puces peuvent avoir à utiliser d'autres méthodes pour créer des circuits à l'échelle nanométrique.
nanoélectronique
transistors plus petits permettent un fabricant d'ordinateurs pack de fonctionnalités plus complexes et sophistiquées dans ses produits. Aujourd'hui, un smartphone de poche chemise a plus de puissance de calcul d'un ordinateur de la salle de taille à partir des années 1970. Cette tendance se poursuivra avec la nanoélectronique, qui utiliseront fils d'atomes-minces et des transistors de taille moléculaire. Ces appareils continueront la tendance de plus de mémoire et de la capacité de calcul dans moins d'espace et avec une consommation d'énergie plus faible. Comme ces dispositifs rétrécissent, les électrons qui alimentent les circuits auront plus tendance à «fuite» ou la dérive entre les composants. L'électricité est bien comporté dans un cordon d'alimentation, mais quand un fil devient trop petit, les électrons peuvent sauter à travers des isolateurs électriques étroites, créant des problèmes. Bien que pas un risque de choc, cela posera un défi pour les ingénieurs qui conçoivent des circuits dans l'avenir.
Ordinateurs mécaniques
Dans les années 1800, bien avant l'électronique, les pionniers proposés et construits machines à calculer en engrenages et de leviers mécaniques. La nanotechnologie peut relancer cette idée, la mise en œuvre des ordinateurs que des systèmes mécaniques. Les calculateurs mécaniques du début du 20e siècle étaient fiables, mais lent et maladroit par rapport aux machines électroniques. Cependant, les pièces mécaniques de taille moléculaire peuvent fonctionner à des vitesses plus proches des circuits électroniques, et sans avoir besoin d'huile ou usure. machines moléculaires correctement conçus fonctionnent avec une très faible friction.
Nanobots
Les premiers ordinateurs électroniques des années 1940 remplis chacun une grande pièce avec des tubes à vide et le câblage. Seule une poignée de machines de recherche existait, et quelques-uns de leurs utilisateurs aurait deviné que seulement 70 ans plus tard, les petits jouets auraient des ordinateurs, et les voitures auraient une douzaine. Comme les ordinateurs sont devenus plus petits, les coûts ont également diminué; microprocesseurs simples coûtent seulement quelques dollars. Comme cette tendance se poursuit, les petites marchandises seront obtenir des ordinateurs et des logiciels. En rendant les ordinateurs de parties moléculaires, ils peuvent être serrés à la taille d'un virus. robots microscopiques appelés nanobots, ayant leurs propres ordinateurs simples, peuvent un jour chercher dans votre circulation sanguine pour les infections ou éliminer les matières toxiques dans les décharges.
Parallélisme Massive
Les fabricants d'ordinateurs d'aujourd'hui construisent les machines les plus rapides en reliant des milliers de puces de processeur. Ils cassent les calculs en petits sous-tâches, affecter chaque partie à un processeur, puis en combinant les résultats. Cette idée, appelée parallélisme massif, permet à un utilisateur d'ordinateur ajouter de la puissance à son système simplement en branchant plusieurs processeurs. Un processeur à base de nanotechnologie aura des dimensions linéaires jusqu'à 1000 fois plus petits que les actuels, ce qui signifie qu'un système informatique peut adapter à 1 milliard de processeurs dans le même volume en trois dimensions qui détient désormais un seul. systèmes informatiques Massivement parallèles avec des millions ou des milliards de processeurs aider à résoudre des problèmes scientifiques, techniques et commerciales difficiles.