HP Laboratuvarlarında çalışan araştırmacılar, günümüz tasarımlarında yaşanan belirli sorunların aşıldığı ve performansta büyük artışın sağlandığı yeni bir yonga mimarisi ortaya koymuştur.
Yıllar boyunca, yonga performansındaki artışlar genellikle daha küçük bir alana daha fazla güç sıkıştırmak amacıyla transistörlerin ve kabloların küçültülmesiyle elde edilmektedir. Ancak, ısı üretiminden kaynaklanan sorunlar, arızalar ve temel fizik kuralları işin içine girdiğinde transistörler yalnızca belirli bir derecede küçültülebilir.
Araştırmacıların bulduğu yöntem, yongaların, günümüz aygıtlarında bulunanlarla aynı boyuttaki transistörler kullanılarak üretilmesine olanak sağlayabilir. Tasarımlarında, daha az güç gerektiren ve daha az ısı üreten yüksek yoğunluklu bir melez yonga oluşturmak üzere, nano ölçekli bir travers anahtarı yapısıyla geleneksel yarı iletkenler bir arada kullanılmaktadır.
10 yıldan fazla bir süredir HP Laboratuvarlarının Kuantum Bilimi Araştırma grubunu yöneten, HP Kıdemli Çalışanı Stan Williams ''Bu, birçok kişinin beklediği üzere Moore Kanunu'nun (yongaların kapasitesini sürekli olarak artırmak) gelecek on yılda geçerliliğini kaybetmesinden ziyade, bu kanunun önümüzdeki yıllar boyunca da geçerli olmasının yolunu büyük olasılıkla bulacağımızı tahmin ediyoruz.''
Araştırmacılar Greg Snider ve Williams, Britanya Fizik Enstitüsü'nün yayımladığı
Nanotechnology'nin 24 Ocak sayısında yer alan bir makalede 
çalışmalarını sergiledi. Araştırma, klasik model oluşturma ve simülasyon teknikleri kullanılarak yapıldı, fakat mühendisler şu anda standart bir tesiste imal edilebilecek gerçek bir yonga üretmeye çalışıyor.
Bilimadamları yaklaşımlarını son kullanıcı tarafından belirli uygulamalar için uyarlanabilen tümleşik devreler olan yerinde programlanabilir geçit dizilerine (FPGA) uyguladılar ve bunu varolan FPGA'lardan daha az enerji kullanacak, maksimum sekiz kat daha fazla yoğunluk sağlayacak ve daha az maliyet getirecek şekilde yaptılar.
Bağlantılı elektrik donanıma anahtar yerleştirmeye benzer bir görüşün diğer türdeki tümleşik devrelere uygulanabileceğine inanıyorlar.
Araştırmacılar, FPGA'nın silikon yüzeyindeki mantık hücreleri arasında bulunan kabloları ve anahtarları kaldırarak mantık geçitleri için daha fazla alan açıp bunların birbirlerine daha yakın yerleştirilmesine olanak sağlayarak transistörleri küçültme işleminden kaçınılabileceğini ifade etmektedir. Kablolar ve anahtarlar aynı işlevleri yerine getiren, fakat transistörlerin üzerindeki bir yüzeyde bulunan bir nanokablo bağlantısıyla değiştirilir.
Williams, ''Böylece, transistörler çok güvenilir kalacak kadar büyük olabilir,'' demektedir. ''Transistörler yerine kabloları küçülterek daha yüksek performans elde edilir. Bu bağlayıcı nanokablolar ve anahtarlar büyük oranda arızalı olsa bile devre çalışmayı sürdürecektir.''
FPGA'lar özellikle yararlı bir gösterim aracı sağlar, çünkü kullanılan silikonun büyük bir kısmı, aşağı yukarı yüzde 80'i kablo ve anahtarlara ayrılırken yalnızca yaklaşık yüzde 20'si mantık devrelerine ayrılmıştır.
Başarılı olması durumunda, programlanabilir alan nanokablo bağlantısı (FPNI) adı verilen yeni mimari daha fazla FPGA kullanımını getirerek yonga endüstrisindeki dengeyi değiştirebilir. Yeniden yapılandırılabilir oldukları için FPGA'lar ürünün içine yerleştirildikten sonra bile tamir edilebilir veya geliştirilebilir.
Ancak, bunlar oldukça pahalıdır ve bu nedenle işletmeler bunları genellikle ürün geliştirme aşamasında kullanıp daha sonra Uygulamaya Özel Tümleşik Devreler'e (ASIC) geçiş yaparlar. Kullanılabilir FPGA'lar daha ucuz olursa, bu durum değişebilir.
Williams, ekibinin bu yılın ilerleyen dönemlerinde Corvallis, Oregon'da bulunan bir HP fabrika tesisinde, çalışan bir prototip yonga üretmek için HP'nin Görüntüleme ve Baskı Grubu'nun Teknoloji Geliştirme Kurumu'ndaki mühendislerle birlikte çalıştığını ifade etmektedir.
Bu, 1990'lı yılların başında Greg Snider'in baş mimarlığını yaptığı HP Laboratuvarları Teramac projesinde kullanılan FPGA yongalarını üreten tesisle aynı tesistir.
220.000 tane arızalı parçasına rağmen mükemmel çalışan milyon geçitli bir bilgisayar olan Teramac, Williams'ın o zamandan itibaren üzerinde araştırma yapmakta olduğu arızaya dayanıklı mimarinin ilk gösterimiydi. Bu mimari, araştırmacıların boyutları sebebiyle arızaya eğilimli olan nanokablolar kullanarak bilgisayar üretebileceği anlamına gelir.
Araştırmadan geliştirmeye geçiş, nanoelektronik araştırma alanında öncü konumdaki Williams'ın laboratuvarı için bir ilkti.
Bu, dikkate değer bir zorluk içermektedir. Williams, ''Laboratuvarda bazı şeyleri çalıştırıyor olmamız, bunlardan dayanıklı bir yonga çıkarmamız anlamına gelmez'' demektedir. ''Asıl iş şimdi başlıyor.''
Bu, onun bu konuda üzgün olduğu anlamına gelmez. ''Bu bizim için önemli bir kilometre taşı'' demektedir. ''Hedefimiz, 2010 yılına kadar müşterilerimizin deneyebilecekleri bir şey üretmek.''
Basılabilir versiyon
