Actualidad informática
Noticias y novedades sobre informática
admin
Físicos descubren fenómeno que podría aumentar la velocidad de reloj en informática
En la década de 1980 y 90, la competencia en la industria informática se centraba en la velocidad «acerca del reloj» , de como muchos megahercios y gigahercios en última instancia, un chip puede presumir. Sin embargo, las velocidades de reloj se han detenido en su carrera desde hace casi 10 años: los chips que correr más rápido también corren más calientes, y con la tecnología existente, parece que no hay manera de aumentar la velocidad de reloj sin que los chips se sobrecalienten.
En una edición reciente de la revista Science, investigadores del MIT (EE.UU.) y sus colegas de la Universidad de Augsburg, en Alemania, informaron del descubrimiento de un nuevo fenómeno físico que podría producir transistores con capacitancias muy mejoradas – una medida de la tensión necesaria para mover una carga. Y que, a su vez, podrían conducir a la reactivación de la velocidad de reloj como medida de aumento de potencia de los ordenadores.
En los chips de las computadoras actuales, los transistores están hechos de semiconductores como el silicio. Cada transistor incluye un electrodo llamado puerta, aplicando un voltaje a la puerta hace que los electrones se acumulen debajo de ella. Los electrones constituyen un canal a través del cual una corriente eléctrica puede pasar, convirtiendo el semiconductor en un conductor.
La capacitancia mide la cantidad de carga que se acumula debajo de la puerta para un determinado voltaje. La potencia que consume un chip, y el calor que desprende, son aproximadamente proporcionales al cuadrado del voltaje de funcionamiento de la puerta. Así que bajar la tensión podría reducir drásticamente el calor, permitiendo la subida de la frecuencia de reloj.
El profesor de Física del MIT Raymond Ashoori y Lu Li, un becario postdoctoral y Pappalardo, en su laboratorio – junto con Christoph Richter, Paetel Stefan Kopp Thilo y Mannhart Jochen de la Universidad de Augsburg, investigaron el sistema físico inusual que resulta cuando el aluminato de lantano se deposita en la parte superior del titanato de estroncio. El aluminato de lantano, consiste en la alternancia de capas de óxido de lantano y óxido de aluminio. Las capas de lantano tienen una ligera carga positiva; las capas a base de aluminio, una carga negativa leve. El resultado es una serie de campos eléctricos que se suman en la misma dirección, creando un potencial eléctrico entre la parte superior e inferior del material.
Por lo general, tanto el aluminato de lantano y el titanato de estroncio son excelentes aislantes, lo que significa que no conducen la corriente eléctrica. Pero los físicos han especulado que si el aluminato de lantano es lo suficientemente grueso, su potencial eléctrico se incrementaría hasta el punto de que algunos electrones tendrían que pasar de la parte superior del material a la parte inferior, para evitar lo que se llama una «catástrofe de polarización.» El resultado es un canal conductor en la unión con el titanato de estroncio – muy parecida a la que se forma cuando un transistor se enciende. Así Ashoori y sus colaboradores decidieron medir la capacitancia entre el canal y un electrodo de puerta en la parte superior del aluminato de lantano.
Ellos se sorprendieron por lo que encontraron: aunque sus resultados fueron algo limitados por su aparato experimental, es posible que un cambio infinitesimal en el voltaje cause una gran cantidad de carga para entrar en el canal entre los dos materiales. «El canal puede aspirar carga – como un vacío», dice Ashoori. «Y opera a temperatura ambiente, que es lo que realmente nos sorprendió».
De hecho, la capacitancia del material es tan alta que los investigadores no creen que puede ser explicado por la física actual. «Hemos visto el mismo tipo de hechos en los semiconductores», afirma Ashoori, «pero era en una muestra muy pura, y el efecto fue muy pequeño. Todavía no es claro, Ashoori dice, por qué el efecto es tan grande «. Podría ser un nuevo efecto de la mecánica cuántica o alguna física esconocida del material»
Hay un inconveniente para el sistema, se han analizado: mientras que una gran cantidad de carga se moverá en el canal entre los materiales con un ligero cambio en el voltaje, se mueve poco a poco – demasiado poco para el tipo de conmutación de alta frecuencia que se lleva a cabo en chips de computadora. Eso podría deberse a que las muestras del material son, como Ashoori dice, «muy sucias»; las muestras más puras podrían exhibir una menor resistencia eléctrica. Pero también es posible que, si los investigadores pueden entender los fenómenos físicos subyacentes a la notable capacidad del material, pueden ser capaces de reproducir los mismos en materiales más prácticos.
Triscone indica «tanto dinero ha sido inyectado en la industria de los semiconductores durante décadas que hacer algo nuevo, usted necesita una tecnología muy perturbadora», por lo que los posibles cambios no srán fáciles ni inmediatos. «No va a revolucionar el futuro de la electrónica,» Ashoori está de acuerdo. «Sin embargo, este mecanismo existe, y una vez que sabemos que existe, si podemos entender lo que es, podemos tratar de hacer desarrollos.»
Fuente: ScienceDaily
Puerta lógica mecánica: ¿Podrían las palancas reemplazar a los transistores?
De vuelta a la época victoriana, Charles Babbage creó un equipo mecánico que usaba palancas y engranajes para obtener los datos en movimiento. Actualmente, sin embargo, nuestros ordenadores en su mayoría operan utilizando transistores electrónicos. Por desgracia, al juntar una puerta lógica para su uso en la informática, algunos de los los materiales utilizados no puede resistir el calor. El carburo de silicio se ha utilizado para ayudar a fortalecer el silicio ordinario, que se degrada a 250 a 300 grados Celsius.Sin embargo, estos transistores son voluminosos, lentos y requieren altos voltajes.
Con el fin de evitar este problema Te-Hao Lee y un equipo de la Case Western Reserve University volvió a las ideas de Babbage de la computación mecánica. New Scientist informa sobre el esfuerzo de integrar la informática en nuestros sistemas mecánicos electrónicos modernos:
Su equipo ha desarrollado una versión mecánica de un inversor – el módulo que se utiliza para construir muchos tipos de puertas lógicas, que a su vez son un componente fundamental de los circuitos digitales, enlos ordenadores. El dispositivo utiliza un arreglo de palancas a nanoescala en lugar de transistores. Al igual que un operador del telégrafo Morse, estas palancas físicas habilitan y deshabilitan contactos para dejar pasar o bloquear las corrientes.
La aplicación de un voltaje hace mover las palancas mediante atracción electrostática . El equipo de Lee consiguió que el inversor a 550 C se encienda y se apague 500000 veces por segundo, realizando un cálculo en cada ciclo.
Dichas temperaturas de funcionamiento son alentadores. Sin embargo, hay problemas. Los componentes mecánicos se empiezan a romper después de dos mil millones de ciclos, lo que limita su utilidad. Además, esta configuración es siempre más lenta que la velocidad de un PC normal. Sin embargo, los principales usos de una puerta lógica mecánica probablemente no serían en la informática de consumo. En su lugar, tal dispositivo tendría más sentido en situaciones de calor muy elevado, como por ejemplo los motores de cohete.
Más información:
Te-Hao Lee, Swarup Bhunia, Mehran Mehregany, «Electromechanical Computing at 500°C with Silicon Carbide» Science (septiembre de 2010). Disponible en línea: 29/5997/1316 http://www.science …
Paul Marks, «Steampunk chip takes the heat», revista New Scientist (10 de septiembre de 2010). Disponible en línea: http://www.newscie … él-heat.html
Hamish Johnston, Logic circuit takes the heat «, PhysicsWorld (14 de septiembre de 2010). Disponible en línea: http://physicsworl … / news/43734.
Fuente: PHYSORG.COM
_________________
Enlaces de interés:
– Actualidad informática: Electrónica
– Breve historia de la electrotécnica
Crean el primer transistor de Grafeno (100 GHz)
IBM, compañía con gran número de patentes a nivel industria, anunció en febrero pasado la creación de un transistor capaz de funcionar a una frecuencia de 100GHz; la pequeña unidad está compuesta de Grafeno.
La firma International Business Machines (IBM) anunció en febrero pasado la creación de un transistor fabricado con Grafeno y que es capaz de funcionar a frecuencias de hasta 100GHz. El logro le ha sido adjudicado a al investigador Phaedon Avouris, Director de Ciencia a Escala Nanométrica de IBM, cuya participación consistió en la supervisión de este proyecto.
Como parte de la retrospectiva de la compañía en su intento por crear el transistor, en el año 2008 la empresa comenzaba a trabajar con el Grafeno (material con alta conductividad) y consiguió fabricar prototipos de transistores que corrían a velocidades de varios Ghz, no obstante es hasta ahora que se ha logrado llegar a la barrera de los 100 GHz en una unidad lógica (transistor equivalente a 100 mil millones de cambios entre “0” y “1” por segundo).
El Grafeno, cuyo compuesto de Carbono con sus átomos densamente empaquetados es similar al Grafito, desde el punto de vista físico tiene una estructura laminar plana de tan solo un átomo de grosor y conformada por átomos de Carbono que crean a su vez una red cristalina asemejada a la forma de un panal de abejas. Cada átomo está ligado a sus vecinos mediante enlaces covalentes y es un componente estructural básico de todos los demás elementos graníticos, incluyendo los nanotubos de Carbono y los fulerenos.
Con los recursos que han sido identificados en los últimos años sobre componentes desarrollados con Grafeno, la electrónica basada en este material supera ampliamente la velocidad de sus equivalentes desarrollados con Silicio y podrían lograr CPUs con 25 a 50 veces más rapidez que las actuales con procesadores de Silicio. Las computadoras actuales basan su funcionamiento en chips cuyos componentes principales son transistores de Silicio, y este cambio puede intensificar la velocidad de los mismos CPUs.
Otra de las propiedades de este material es que permite una mejor conducción de las cargas eléctricas y esta es una de las razones que ha permitido a IBM romper la barrera física de los 100 100 GHz. Si tomamos en cuenta los tres o cuatro mil millones de cambios por segundo que un microprocesador moderno puede efectuar, IBM podría ser la clave en la búsqueda de la creación de nuevos dispositivos ultra-veloz en el campo de la electrónica y de las telecomunicaciones.
La compañía ha considerado que la movilidad de los portadores de carga en el Grafeno convierte en un candidato prometedor a dispositivos electrónicos de alta velocidad y al mismo tiempo se consigue fabricar transistores más pequeños y rápidos con materiales semiconductores.
Los detalles de la investigación del equipo del científico Avouris fueron publicados en distintos medios de divulgación científica como la revista Science y el New York Times, por mencionar algunos.
Fuente: electronicosOnline.com
Nanotubos de carbono como material para transistores
Investigadores suizos han desarrollado un transistor cuyo elemento crucial es un nanotubo de carbono, suspendido entre dos contactos, con excelentes propiedades electrónicas. Un enfoque novedoso de fabricación permitió a los científicos construir un transistor sin histéresis de puerta. Esto abre nuevas vías para la fabricación de nanosensores y componentes que consumen poca energía.
Los límites de la microtecnología convencional, basada principalmente en el silicio, se han alcanzado. Más pequeño y mejor sólo puede lograrse mediante el uso de nuevos materiales y tecnologías. Esta es la razón por la que los investigadores esperna grandes hechos de los nanotubos de carbono (CNT), túbulos ultrapequeño de unos pocos nanómetros de diámetro, hechos de carbón puro.
CNTs tienen propiedades electrónicas, estructurales y mecánicas llamativos. El grupo de investigación liderado por Christofer Hierold, profesor de la Micro y nanosistemas en la ETH de Zurich, tiene como objetivo utilizar estos componentes en la nanoelectrónica. Él y su grupo de investigación, en particular, el estudiante de doctorado Matthias Muoth, han tenido éxito en la construcción de un transistor de efecto campo libre de histéresis basado en un CNT con nanocontactos . Los investigadores lo publicaron recientemente en «Nature Nanotechnology».
Para construir el transistor, los investigadores permitieron crecer a un solo CNT entre dos barras de policisilico . Para un buen contacto eléctrico, se ha de depositar el vapor del metal paladio en los extremos del túbulo de una manera muy precisa. Los científicos incluyeron una tapa deslizante, la máscara de sombra, para proteger a la parte media de los CNT de la metalización no deseada. Un sustrato de silicio, recubierto de metal y colocado tres micrometros por debajo del CNT, actuó como control del terminal llamado puerta.
La fabricación exitosa del transistor con el CNT y la interacción precisa de sus extremos con paladio no son los únicos aspectos decisivos para Christofer Hierold. Considera que el avance es el hecho de que el transistor no muestra lo que se llama histéresis de puerta. La histéresis está ausente incluso a una humedad atmosférica del 45 por ciento. Se refiere a esto como «un importante paso adelante para los componentes destinados a ser utilizados como sensores.»
La histéresis representa las propiedades no deseadas de un sistema electrónico. Por ejemplo, si el voltaje en la puerta de control del transistor se incrementa y luego se reduce de nuevo, no puede haber un cambio no deseado en el umbral de tensión del transistor. Las propiedades del transistor en un punto de trabajo a continuación, dependerán de su historia, por ejemplo, a las tensiones de puerta que ha sido previamente expuestos. These undesired shifts in the threshold voltage also originate from charges that can be trapped on defects in the CNT or in oxides in their vicinity. Estos cambios no deseados en el umbral de voltaje también se originan de las cargas que pueden ser atrapados en los defectos del CNT o de los óxidos cercanos.
El nuevo componente abre posibilidades interesantes de aplicación para sensores y otros componentes nano-electromecánicos. Por ejemplo podría ser el transistor utilizado en sensores de gas altamente sensibles o medidores de tensión, y también en un arreglo resonador como una nanobalanza. Los transistores CNT también podrían ser muy útiles como filtros para recibir la frecuencia correcta en teléfonos móviles, ya que son más pequeños y consumen menos energía que los filtros de frecuencia convencional. Esto implica la utilización de excitaciones electromecánicas para causar a un CNT, con una frecuencia característica, que vibre como una cuerda de guitarra. Las frecuencias restantes, por el contrario, no son capaces de excitar a los nanotubos. Según el profesor de la ETH, «es de esperar que tales filtros nano-electromecánicos serán mejores que los puramente electrónicos.» Él dice que, en cualquier caso, una gran ventaja de los nuevos componentes es su baja demanda energética.
Artículo compelto en: PHYSORG.COM
________________
Enlaces de interés:
Transistores moleculares construidos con molécula de benceno
Un grupo de científicos ha tenido éxito en crear el primer transistor hecho solo de una molécula. El equipo, el cual incluye investigadores de la Universidad de Yale y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju en Corea del Sur, publica sus hallazgos en el número del 24 de Diciembre de la revista Nature.
El equipo, incluyendo a Mark Reed, al profesor de Ingeniería y Ciencia aplicada en Yale Harold Hodgkinson, mostró que una molécula de benceno unida a contactos de oro podría actuar como un transistor de silicio.
Los investigadores fueron capaces de manipular los diferentes estados energéticos de la molécula en función de la tensión aplicada a través de los contactos. Mediante la manipulación de los estados energéticos, fueron capaces de controlar la corriente pasando a través de la molécula.
«Es como hacer rodar una pelota arriba y abajo por una montaña, donde la pelota representa la corriente eléctrica y la altura de la montaña representa los diferentes estados energéticos de la molécula.» dijo Reed. «Fuimos capaces de ajustar la altura de la montaña, permitiendo a la corriente pasar cuendo era baja, y parando la corriente cuando era alta.» De esta manera, el equipo fue capaz de usar la molécula más o menos de la misma manera que son usados los transistores corrientes.
El trabajo está construido a partir de investigaciones previas hechas por Reed en 1990, el cual demostró que las moléculas individuales podrían estar atrapadas entre los contactos eléctricos. Desde entonces, él y Takhee Lee, un antiguo postdoctorado asociado en Yale y ahora un profesor en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju, desarrollaron técnicas adicionales a lo largo de los años que les capacitaron para «ver» que estaba ocurriendo a nivel molecular.
Al ser capaces de fabricar contactos eléctricos a mucha menor escala, identificando las moléculas ideales a usar, y comprendiendo donde colocarlas y como unirlas a los contactos fueron también componentes clave del descubrimiento. «Había muchos avances tecnológicos y la comprensión construida durante años hizo esto posible,» dijo Reed.
Hay mucho interés en usar las moléculas en circutos de ordenadores porque los transistores tradicionales no son aprovechables a mucha menor escala. Pero Reed declaró que esto es estríctamente un avance científico y que las aplicaciones prácticas tales como «ordenadores moleculares» más pequeños y rápidos – si al final es posible – están a muchas décadas de distancia.
«No estamos a punto de crear la próxima generación de circuitos integrados,» dijo. «Pero tras muchos años de trabajo preparándonos para esto, hemos completado una década de búsqueda y mostrado que las moléculas pueden actuar como transistores.»
Los otros autores del artículo incluyen a Hyrunwook Song y Yun Hee Jang (Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju); y Youngsang Kim y Heejun Jeong (Universidad Hanyang).
Noticia publicada por la Universidad de Yale en inglés.
Fuente: NLC – Astronomía y tecnología
Bajo licencia Creative Commons
Sesenta años de evolución, para que el tamaño de un transistor no se vea
Desde la creación del primer transistor en 1947 hasta los incorporados en los procesadores de los ordenadores actuales, el tamaño se ha reducido tanto que se ha pasado de los cuatro transistores de una radio de 1950 a los invisibles 820 millones de un procesador Intel de hoy. EFE Esta multinacional recuerda que el primer transistor fue creado hace 60 años (1947) en los Laboratorios Bell y se han convertido en los responsables de que los dispositivos electrónicos funcionen gracias a los procesos básicos de encendido y apagado, base del código binario.
Para acelerar la evolución del transistor, los laboratorios Bell ofrecieron el desarrollo del transistor a cambio del pago de una licencia de 25.000 dólares a 26 compañías, entre las que se encontraban IBM y General Electric.
Con el paso de los años, el tamaño se redujo tanto que hoy día se venden cerca de 10.000.000 billones de transistores al año, una cantidad equivalente a 100 veces el número calculado de hormigas que viven en la Tierra.
La fabricante de chips Intel informó, en una retrospectiva sobre los 60 años del transistor, que el primer procesador para ordenadores personales de la compañía apareció en 1981 con el nombre «Intel 4004» e incorporaba 2.300 transistores.
Hoy día, Intel comercializa procesadores de cuatro núcleos que contienen en su interior transistores del tamaño de 45 nanómetros (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro).
Estos transistores son tan diminutos que un total de 2.000 cabrían en la anchura de un pelo humano y 30 millones cabrían en la anchura de la cabeza de un alfiler de 1,5 milímetros.
La reducción en el tamaño de los transistores y la división por núcleos de los procesadores Intel (los «quad core» trabajan con 4 núcleos), permiten ahorros de tiempo de trabajo en ordenador en torno a un 82 por ciento si codificamos vídeo y en torno a un 96 por ciento si procesamos hojas de cálculo.
Asimismo, según la compañía, los procesadores actuales reducen la cantidad de energía necesaria que los procesadores consumen, despiden menos calor al manejar volúmenes menores de datos y aceleran los procesos de trabajo.
Intel explicó que el proceso de fabricación de un procesador o chip pasa por el análisis de las necesidades del usuario, la determinación del tamaño final de un procesador, la cantidad de transistores a incluir y la creación de la tecnología necesaria para fabricarlos.
En cuanto a su composición, los procesadores están formados por estos diminutos transistores que son insertados en obleas de silicio mediante procesos de fijación con resina.
A esta resina se le imprimen unos patrones, con espacios sellados y protegidos, mediante procesos de grabado óptico por fotolitografía.
Los procesadores son posteriormente bañados con iones para que los transistores insertados en ellos desempeñen las funciones de encendido y apagado que componen el código binario y que hacen funcionar los dispositivos electrónicos.
Finalmente, la oblea de silicio se completa con capas de cobre, se corta y se convierte en un procesador individual, colocado en un ordenador por procesos de encapsulado y proporcionándole protección, energía para funcionar y conexiones con la placa de circuitos del dispositivo.
Fuente: farodevigo.es
autobus las palmas aeropuerto cetona de frambuesa