Præsentationen af ARM af den første processor bygget helt i plast åbner dørene til nye markeder, hvor silicium ikke har adgang og nye anvendelsesmuligheder, der ikke var mulige før. I en verden, hvor vi er flyttet til tingenes internet-paradigme, hvor hver enhed er forbundet med de andre, ændrer ankomsten af ikke-silicium-baserede processorer situationen totalt. Er det muligt at skabe hardware uden silicium ?
Silicium er utvivlsomt grundelementet for konstruktion af halvledere, og al nuværende halvlederteknologi er baseret på at udnytte siliciumstænger til oprettelse af nye chips, da dette materiale har fremragende egenskaber til denne opgave. Derfor kan vi ikke forvente, at brugen af siliciumfri elektronik overhovedet giver os en forestilling, der kommer tæt på det.
Der er imidlertid markeder, hvor brugen af chips, der er bygget uden silicium, lover at være revolutionerende og tage en 180º-drejning, bortset fra at ændre den måde, vi interagerer på i det daglige. Det er klart, at processorer baseret på siliciumfri elektronik har et stort antal nyttige output. Lad os derfor se på nogle eksempler udviklet i de senere år.
Nanomagnetisk logik og kulnanorør
En af nøglerne til at få brug af andre materialer end silicium er at erstatte brugen af elektriske signaler med alternative former. En af dem er nanomagnetisk logik, som er baseret på brugen af nanomagneter hvor det er muligt at bygge processorer med andre metaller end silicium. Da ingen elektrisk strøm ville blive brugt, arbejder disse processorer med et meget lavt forbrug og ville gøre det muligt at implementere dem på steder, hvor afhængighed af energi til at køre processoren ikke længere ville være et problem.
En anden løsning er carbon nanorør, som er baseret på brugen af grafenmolekyler, der har det særlige at kunne bruges som et halvledermateriale såsom silicium, og derfor forventes det at være det materiale, der lover mest, når det kommer til udskift silicium. I øjeblikket er der ikke annonceret nogen kommerciel processor og derfor til massemarkedet. Imidlertid ses grafen som et materiale designet til at løse nogle af de iboende problemer med silicium og ses mere som et fremtidigt og erstatningsmateriale frem for et alternativ.
Plast- og siliciumfrie mikrokontroller
I juli 2021 præsenterede ARM, hvad de kaldte PlastARM , den første processor bygget helt i plastik i historien og nej, forestill dig ikke noget, der kan sammenlignes, selv med en low-end smartphone APU, da det er en meget rudimentær enkelt-kerne mikrokontroller med en 32-bit kerne baseret på ISA ARMv7 , 128 Bytes af RAM og 456 Bytes ROM, dette er en implementering af Cortex M0. Selvfølgelig med en meget beskeden hastighed på 20 kHz , så der er en enorm forbedringsmargen, selvom vi tager højde for den anvendte materialetype, og det er, at plastik ikke præcist er kendt for netop at være et ledende element i elektriciteten.
Hvad er dens største fordel? De er meget billige at fremstille i forhold til en konventionel chip. Og hvad nytter det? Nå, mange, for eksempel, kan vi placere det i madbeholderen og kombinere det med små sensorer, der altid advarer om madens tilstand, og dette ville ikke være det eneste værktøj, da det også ville tjene til at gemme oplysninger som f.eks. som dets kemiske sammensætning, dets ernæringsbidrag eller endda dets allergener. Og sagen er ikke kun begrænset til mad, men også til hvad der er tøj. Har du smidt etiketten på din yndlingsbeklædning og lavet rod, når du vasker den? Du skal ikke bekymre dig om det, da du vil kunne kontrollere oplysningerne igen.
Et andet værktøj ville være til konstruktion af kort og / eller kort i brætspil, hvor hvert element, der har en af disse siliciumfrie mikrokontroller, kan interagere direkte med andre kort eller endda med spillebrættet. Vi kan endda finde merchandising- og promotionelementer med denne type integrerede chips, der interagerer med andre enheder. Forestil dig for eksempel at købe et produkt, der er færdigt til at bage, hvor du kun skal kommunikere plastikmikrocontrolleren med ovnen, og at dette er konfigureret direkte. Som du kan se, er der mange hjælpeprogrammer, og sikkert er langt de fleste tilbage i pipeline.
Glas, optiske grænseflader og "siliciumfri hardware"
Vi kommer til at snyde her, da glas delvist er lavet af silicium. Når vi refererer til siliciumfrie processorer eller hardware, refererer vi til dem, der ikke er bygget af rensede siliciumstænger, så glas falder ind i denne kategori. Vi har eksemplet på IonQ virksomhed, der har formået at udvikle grundlæggende elementer til konstruktion af processorer med dette materiale.
Vi har allerede sagt, at det store problem i dag at fremme hardware ligger i energiomkostningerne ved dataflytning. Et problem, der på hjemme -pc -niveau ikke påvirker os, men det er bogeyman for fremtidige designs i de mest kraftfulde supercomputere. Hvordan afhjælpes problemet med forbrug og øger ydeevnen? Brugen af optiske grænseflader, hvor fotoner i stedet for at bruge elektroner bruges til at overføre information.
Problemet er, at konstruktionen af en glasstruktur er meget dyrere og mindre fleksibel end en plastik. Og i øjeblikket uden for grænseflader til at forbinde grafikkort i stor afstand eller til konstruktion og indlæg der ser ikke ud til at være et krav inden for massemarkedet om brug af højhastighedsgrænseflader bygget uden silicium. Lad os ikke glemme, at brugen af processorer baseret på flere chips på en interposer ikke er det daglige brød, og derfor vil det tage tid at se glasindskydere og sikkert i produkter med en meget begrænset omsætning eller til meget specialiserede markeder.
