Výskumníkom z Technickej univerzity vo Viedni sa podarilo v novej štúdii publikovanej v žurnále ACS Nano vytvoriť adaptívny dizajn tranzistoru. Výhodou je, že tranzistory teraz dokážu za behu, presne podľa požiadaviek, respektíve pracovného zaťaženia, meniť svoju konfiguráciu, čo redukuje potrebu množstva tranzistorov na doske až o 85 %. S tak výrazným poklesom tranzistorov samozrejme súvisí aj znižovanie teploty a spotreby energie, čo naopak umožňuje vyššie frekvenčné škálovanie a výkon CPU.
Uvedené radikálnym spôsobom mení architektúru čipov a otvára nové dvere a možnosti v oblasti umelej inteligencie, neurónových sietí či logiky, upozorňuje portál SciTechDaily.
Vedci sa v tomto prípade nespoliehali na klasicky využívaný kremík, ale na výrobu svojich tranzistorov, ako polovodič, využili germánium. Určité špeciálne vlastnosti germánia a pridanie jednej riadiacej elektródy tak odštartovalo novú éru čipov.
Všetko zmenila pridaná riadiaca elektróda
V súčasnosti sú tranzistory súčasťou azda každého elektronického zariadenia. Ide o miniatúrny komponent, ktorý funguje ako malý spínač, buď prúdu umožňuje tiecť, alebo ho jednoducho blokuje. Všetko závisí od priloženého napätia na riadiacej elektróde.
Ako v tlačovej správe objasňujú vedci, spojili sme dve elektródy prostredníctvom extrémne tenkého germániového drôtu cez extrémne čisté a vysokokvalitné rozhranie. Nad týmto germániovým segmentom sa nachádza riadiaca elektróda (gate), aká sa nachádza aj v bežných tranzistoroch. Rozhodujúce však je, že náš tranzistor má ďalšiu riadiacu elektródu, ktorá je umiestnená na rozhraní medzi germániom a kovom. To umožňuje dynamické programovanie funkcie tranzistora.
Vo svojej podstate ide o tranzistor FET (tranzistor riadený poľom), ktorý má o jednu riadiacu elektródu viac a namiesto bežne využívaného kremíku bolo použité germánium. Práve táto architektúra umožňuje ovládať elektróny aj diery samostatne, vďaka čomu je možné rovnaké operácie riešiť s výrazne menším počtom tranzistorov.
„Aritmetické operácie, ktoré predtým vyžadovali 160 tranzistorov sú vďaka tejto zvýšenej adaptabilite možné vykonať s 24 tranzistormi. Týmto spôsobom je možné výrazne zvýšiť rýchlosť a energetickú účinnosť obvodov,“ objasňuje vedec Walter Weber.
Hoci zatiaľ ide iba o prototyp, vedci sa nazdávajú, že by mohol byť pomerne rýchlo aplikovaný do priemyselnej praxe.