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Tema: Rompiendo las Barreras de los nanómetros: Transistores Fabricados con Nanotubos de Carbono

  1. #1
    Avatar de Platino
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    Rompiendo las Barreras de los nanómetros: Transistores Fabricados con Nanotubos de Carbono

    El camino hacia la fabricación de computadoras cada vez más rápidas tiene siempre como desafío el uso de transistores cada vez más pequeños para satisfacer la demanda de poder de cómputo. Mas allá de modificar los materiales y geometrías, algunos investigadores han puesto la vista en los nanotubos de carbono como un paso más allá de las barreras que impone el silicio.



    Todos en el mundo de las computadoras conoce el límite al cual se enfrentan los transistores de silicio y su miniaturización, así que la alternativa del uso de nanotubos de carbono es casi perfecta debido a sus propiedades únicas. Los transistores basados en nanotubos de carbono pueden hacerse más pequeños, más rápidos y eficientes. Pero, “siempre hay un pero”, la dificultad de hacer crecer los nanotubos de carbono debido a su naturaleza tan delicada hacen que la producción en masa sea lejana. Por ello, los investigadores han tenido que mirar las cosas desde otro punto de vista. En vez de hacer crecer nanotubos de carbono con ciertas propiedades deseadas, los hicieron genéricos y colocaron al azar en una superficie de silicio para luego añadir electrónica que pudiera trabajar con las propiedades que ya contaban.




    un así, había problemas al usar los electrodos tradicionales, por tanto, los investigadores construyeron uno nuevo usando capas de grafeno muy finas. El resultado fue un transistor muy delgado capaz de mover más corriente (Ampers) que los estándar CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) y usando la mitad de voltaje. También resultó ser sorprendentemente más rápido que los transistores comunes debido a una conmutación con menos retardo y de apenas 70 femtosegundos (1x 10−15 seg).
    El trabajo fue realizado por un equipo de investigadores de la Universidad de Peking en China.


    Los CNT FETs (High-Performance Top-Gated Carbon Nanotube Field-Effect Transistors) tienen un largo de compuerta de apenas 5nm (nanómetros) y pueden ser fabricados para superar en rendimiento a los actuales transistores CMOS FETs (Complementary Metal-Oxide Semiconductor Filed-Effect Transistors), de los cuales podemos encontrar billones en cualquier CPU a la fecha.




    Un estudio reciente ha revelado que los dispositivos basados en CNT que usan contactos de grafeno pueden operar mucho más rápido y a menor voltaje (0.4Volts vs 0.7Volts) comparando con CMOS. El equipo de investigadores fue capaz de utilizar un electrón por cada operación de conmutación en CNT FET de 5 nanómetros a un tiempo de conmutación de 42 femtosegundos. Tengamos en cuenta que un transistor de 14 nanómetros basado en CMOS tiene un tiempo de conmutación de 220 femtosegundos.


    Notas Finales:


    Intel predijo que la miniaturización de los actuales transistores basados en CMOS puede ser insostenible para la industria al llegar a los 7nm (nanómetros) para el año 2020. La estructura del carbono en forma de persiana hexagonal puede pensarse como un hoja de grafeno enrrollada dentro de un cilindro. Esta estructura simple con propiedades únicas pueden dar lugar a una nueva era en el desarrollo de transistores por bajo de los 7 nanómetros.



    FUENTES:

    https://uruguayoc.com/

    phys.org, scientific-computing.com
    "Recuerda que un guerrero, toma todo como un desafió"

  2. #2
    El neandertal Avatar de Master of the Wind
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    Yo siempre me pregunte (a lo bruto canario), porque no se hacen los CPU mas grandes para que tengan mas millones de transistores, en lugar de achicar el tamaño de los mismos para meter mas?
    // Desktop: Core i5 13600KF - 32GB DDR4@3600 Mhz (16 GB DDR4 Thermaltake Thoughram + 16 GB DDR4 TForce VulcanZ) - Asus Prime Z690-P D4 - EVGA RTX 3090 FTW3 Ultra 24GB GDDR6X - SSD M.2 Kingston 2TB x2 - SSD M.2 Kingston 1TB - Thermaltake GF1 850W - Cooler Master Masterliquid 240 - Cooler Master H500 - Asus Strix Soar - Windows 11 x64
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  3. #3

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    Cita Iniciado por Master of the Wind Ver mensaje
    Yo siempre me pregunte (a lo bruto canario), porque no se hacen los CPU mas grandes para que tengan mas millones de transistores, en lugar de achicar el tamaño de los mismos para meter mas?
    No se puede. Se hace en 1 generación (Con Epyc y Threadripper lo hicieron, si se quiere), ponele que se haga en 2.
    A la tercera estás construyendo supercomputers tipo Cray.
    Muchos miles de watts, y muchos muchos miles de dólares.

  4. #4
    Cita Iniciado por Master of the Wind Ver mensaje
    Yo siempre me pregunte (a lo bruto canario), porque no se hacen los CPU mas grandes para que tengan mas millones de transistores, en lugar de achicar el tamaño de los mismos para meter mas?
    Te lo explico a lo bruto canario.
    La idea no es tener mas millones de transistores, la idea es disminuir la distancia entre ellos para que la información demore menos tiempo en recorrer su camino.
    Un proceso no utiliza el 100% de los transistores por lo cual tener mas cantidad no es sinónimo de velocidad, pero acortar la distancia si. (Bueno, no sinónimo de velocidad como tal, sino de menor tiempo de proceso)

  5. #5
    Avatar de ELPELUUU
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    Cuanto mas chico el transistor menos carga se necesita para cambiar su estado. Como carga es intensidad * tiempo si tenes un transistor grande tenes que sacrificar consumo (+ amperes) o el periodo por ciclo (- Hz), o las dos cosas mas bien.

    El tema de poner mas transistores es que hay rendimientos decrecientes, se te va a la mierda el costo de fabricacion porque utilizas mas materia prima y tenes mas cantidad de transistores que pueden fallar, y por ultimo se te dispara el consumo por la propia resistencia de la mayor distancia entre conexiones y su complejidad.
    i7 4790 - MSI Z87-GD65 - 4x8GB Corsair 2400MHz - GIGABYTE RX6600 - EVGA 600BA - CM Storm Scout 2 - Dell S2722DGM

    The cake is a lie.

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