Понятие вычисления также затронуто парадигмой НнК. В то время как кремниевая эра КМОП основывалась на непрерывном вычислении работы устройства и размеров как выражено различными выводами закона “Мура,” наноэлектроника обещает применить миниатюризацию за "кирпичной стеной" КМОП, вычисление предсказано, чтобы поразить, но без того же самого сценария вычисления (особенно для молекулярной электроники). Вместо этого наноэлектронное вычисление будет в форме все большего обьединения КМОП/нано ICs. Сначала, небольшое количество нано будет вложено в общий чип КМОП. В последующих поколениях может быть увеличено количество нано, поскольку количество КМОП будет уменьшаться. Увеличение отношения нано к КМОП в течение долгого времени может обеспечить средство снижения в новую технологическую парадигму. Кроме того, возможность смешанных схем КМОП/нано позволяет использовать лучшие характеристики обеих технологий одновременно, в то время как нежеланные качества технологии могут быть компенсированы технологией партнера.
Мы предложили новое определение вычисления для смешанных нано/КМОП схем, которое все еще позволяет экспоненциальное увеличение “эффективной плотности”, даже когда размер индивидуального компонента остается постоянным [66]. Для КМОП плотность удваивается, припомощи измерения размеров в 0.7 раз для каждого узла технологии, но для молекулярной электроники никакое непрерывное вычисление не является выполнимым; вместо этого “эффективная плотность” (число нано/КМОП устройств в еденичной области) может все еще удвоиться просто увеличивая отношение нано/КМОП [66].
VI. Заключение
У молекулярной электроники есть потенциал, чтобы достигнуть беспрецедентные уровни вычисления на доллар-ватт-см. Недавнее продвижение в производстве и понимании молекулярных компонентов было существенным. Однако, так же, как сложный основанный на КМОП проект системы сделан возможным при помощи иерархической абстракции, молекулярная электроника требует развития точного устройства, логики, схемы и моделей архитектуры. Молекулярные устройства могут вести себя как традиционные устройства, но метод, которым они достигают этого эффекта значительно отличается требуя новых методов моделирования. Мы представили UDM, который может использоваться для быстрого моделирования любого устройства с двумя терминалами. Это важно, поскольку физики производят новые устройства по быстрой схеме.
В дополнение к различным видам устройств сам метод производства требует, чтобы мы заново продумали свои методологии схем и свои предположения о том, что может быть включено в архитектуру. Производственные применения, которые являются самыми выгодными, неспособны создать произвольные образцы и увеличенную плотность дефекта произведенных частей. Эти два фактора объединяются, чтобы ограничить количество информации, которая может быть произведена в конечном продукте. Вместо этого программирование постизготовления будет необходимо, чтобы избежать дефекты и создать желательные функциональные возможности.
Один подход, который принимает во внимание ограничения обоих устройств и методов изготовления, должен создать системы из связанных переконфигурируемых решеток. Решетки запрограммированы вокруг дефектов осуществлять логические функции. Такая архитектура может быть построена исключительно из молекулярной электроники или из комбинации КМОП и молекулярной электроники. Последний проект – НнК. Поскольку молекулярная электроника является сама собой, количество нанов в архитектуре будет увеличиваться, таким образом увеличивая эффективную плотность получающегося устройства. Это увеличение плотности, без уменьшения в размере КМОП образца, составляет новую форму вычисления.
Благодарности
Эта работа не была бы возможна без помощи студентов авторов. В частности авторы хотели бы поблагодарить Г. Роуза, М. Мирша, М. Бадбю, и других. Авторы также хотели бы поблагодарить д-р Д. Эленборген Корпорации MITRE за плодотворные обсуждения, и анонимных рецензентов за их комментарии.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.