Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

W ubiegłym roku DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych) ogłosiła warty 1,5 miliarda dolarów program Electronic Resurgence Initiative (ERI). Będzie on prowadzony przez pięć lat, a w jego wyniku ma powstać technologia, która zrewolucjonizuje sposób projektowania i wytwarzania układów scalonych. Przeznaczona nań kwota jest czterokrotnie większa, niż typowe wydatki DARPA na projekty związane ze sprzętem komputerowym.

W ostatnich latach postęp w dziedzinie sprzętu wyraźnie nie nadąża za postępem w dziedzinie oprogramowania. Ponadto Stany Zjednoczone obawiają się, że gdy przestanie obowiązywać Prawo Moore'a, stracą obecną przewagę na polu technologii. Obawa ta jest tym większa, że inne państwa, przede wszystkim Chiny, sporo inwestują w przemysł IT. Kolejny problem, to rosnąc koszty projektowania układów scalonych.

Jednym z celów ERI jest znaczące skrócenie czasu projektowania chipów, z obecnych lat i miesięcy, do dni. Ma to zostać osiągnięte za pomocą zautomatyzowania całego procesu wspomaganego technologiami maszynowego uczenia się oraz dzięki nowym narzędziom, które pozwolą nawet mało doświadczonemu użytkownikowi na projektowanie wysokiej jakości układów scalonych.

Obecnie nikt nie potrafi zaprojektować nowego układu scalonego w ciągu 24 godzin bez pomocy człowieka. To coś zupełnie nowego, mówi Andrew Kahng z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, który stoi na czele jednego z zespołów zakwalifikowanych do ERI. Próbujemy zapoczątkować w elektronice rewolucję na miarę tej, jakiej dokonały browary rzemieślnicze na rynku sprzedaży piwa, stwierdził William Chapell, którego biuro z ramienia DARPA odpowiada za ERI. Innymi słowy, DARPA chce, by małe firmy mogły szybko i tanio projektować i produkować wysokiej jakości układy scalone bez polegania na doświadczeniu, zasobach i narzędziach dostarczanych przez rynkowych gigantów.

Gdy Prawo Moore'a przestanie obowiązywać, najprawdopodobniej będziemy potrzebowali nowych materiałów i nowych sposobów na integrację procesora z układami pamięci. Ich znalezienie to jeden z celów ERI. Inny cel to stworzenie takiego sposobu integrowania ze sobą procesora i pamięci, który wyeliminuje lub znacząco ograniczy potrzebę przemieszczania danych pomiędzy nimi. W przyszłości zaś miałby powstać chip, który w tym samym miejscu będzie przechowywał dane i dokonywać obliczeń, co powinno znacząco zwiększyć wydajność i zmniejszyć pobór energii. DARPA chce też stworzyć sprzęt i oprogramowanie, które mogą być rekonfigurowane w czasie rzeczywistym do nowych zadań.

Niektóre założenia ERI pokrywają się z tym, nad czym pracuje obecnie prywatny przemysł komputerowy. Przykładem takiego nakładania się jest próba stworzenia technologii 3-D system-on-chip. Jej zadaniem jest przedłużenie obowiązywania Prawa Moore'a za pomocą nowych materiałów jak np. węglowe nanorurki oraz opracowania lepszych sposobów łączenia ze sobą poszczególnych elementów układu scalonego.

Podnoszą się jednak głosy mówiące, że DARPA i inne agendy rządowe wspierające badania IT, takie jak np. Departament Energii, powinny przeznaczać więcej pieniędzy na takie projekty. Profesor Erica Fuchs z Carnegie Mellon University zauważa, że prywatne przedsiębiorstwa skupiają się obecnie na bardziej wyspecjalizowanych zastosowaniach i mniej chętnie biorą udział w dużych wspólnych projektach. Zdaniem uczonej wysiłki amerykańskich agend rządowych w tym zakresie są o rząd wielkości za małe w stosunku do wyzwań, które czekają nas w najbliższej przyszłości.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Już teraz przecież Samsung Galaxy S9 jest chyba produkowany w technologiii 10 nm,a granicą jest chyba 1 nm,jest wiele technologii,było gdzieś tutaj mówione o grafenowych komputerach,kwantowych,dna i innych,to kwestia czasu,kiedy trzeba będzie się zdecydować na jakieś rozwiązanie,liczę na sukces w tej dziedzinie nauki,już teraz są komputery z 1 TB pamięci,tylko co się stanie,jeśli nic nie wymyślimy,sprzęt zacznie tanieć czy odwrotnie?

Edited by GodSI

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jestem całkowicie spokojna o prawo Moore'a, gdyż - jak pisał już niejednokrotnie - to nie jest prawo fizyczne tylko ekonomiczne. Taki postęp lekki i nie za szybki pozwala najbardziej maksymalizować zyski. To taka możliwie najwolniejsza kontrolowana "rewolucja" zapewniająca możliwie  najwięcej stopni typu "wymiana sprzętu na nowocześniejszy". Robi się wszystko aby postęp zabierał jak najmniej funduszy a jak najwięcej przynosi dochodu z wymiany sprzętu. Współczynnik Moore'a idealnie do tego pasuje więc zostanie zachowany.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badacze z USA i Chin stworzyli dysk twardy wykorzystujący białka jedwabiu. Urządzenie może przechowywać do 64 GB danych na cal kwadratowy i jest odporne na zmiany temperatury, wilgotność, promieniowanie gamma i silne pola magnetyczne. Nie może ono konkurować prędkością pracy czy gęstością zapisu z tradycyjnymi dyskami twardymi, jednak dzięki swoim unikatowym właściwościom może znaleźć zastosowanie w elektronice wszczepianej do wnętrza ciała.
      Zespół naukowy prowadzony przez Tigera Tao z Chińskiej Akademii Nauk w Szanghaju, Mengkuna Liu z nowojorskiego Stony Brook University oraz Wei Li z University of Texas stworzył specjalny wariant techniki wykorzystującej skaningowy mikroskop pola bliskiego (SNOM), dzięki któremu możliwe stało się zapisanie informacji na warstwie protein jedwabiu.
      Do produkcji dysków posłużył naturalny jedwab, którego wodny roztwór nałożono cienką warstwą na podłoże z krzemu lub złota. Następnie za pomocą SNOM i lasera na jedwabiu zapisano dane, wykorzystując w tym celu wywołane laserem zmiany topologiczne i/lub zmiany fazy jedwabiu. Metoda pozwala na wielokrotne usuwanie i zapisywanie danych.
      Jak mówi Mengkun Liu, technika taka ma wiele zalet. Cienką warstwę jedwabiu można z łatwością nakładać na różne podłoża, w tym na podłoża miękkie oraz o zagiętych kształtach. Dane zapisane na jedwabiu można odczytywać na dwa różne sposoby. Jeden z nich wykorzystuje topografię zapisanego materiału, traktując wzniesienia jako „1”, a brak wzniesień jako „0”. Druga, bardziej innowacyjne metoda, to wykorzystanie lasera do odczytu. Jest to jednak zmodyfikowana technika laserowa. Dzięki zmianie mocy lasera można bowiem uzyskać całą skalę szarości z danego punktu danych, co oznacza,że można w nim zapisać więcej informacji niż binarne „0” i „1”.
      Nie mniej ważną cechą jest fakt, że jedwab, jako materiał organiczny, dobrze łączy się z wieloma systemami biologicznymi, w tym z biomarkerami we krwi. Zatem informacje z tych biomarkerów mogą być zakodowane i przechowywane w bazującym na jedwabiu dysku twardym. Liu już zapowiada, że w najbliższej przyszłości rozpoczną się prace nad zaimplementowaniem nowego dysku w żywym organizmie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Główny autor badań, Maciej Dąbrowski z University of Exeter mówi, że uzyskane przez nas eksperymentalne potwierdzenie istnienie mechanizmu przemijających fal spinowych pokazuje, że transfer momentu pędu pomiędzy spinami a strukturą krystaliczną antyferromagnetyka można uzyskać w cienkowarstwowym NiO. To otwiera drogę do zbudowania nanoskalowych wzmacniaczy prądu spinowego.
      Doktor Dąbrowski jest głównym autorem opublikowanego na łamach Physical Review Letters artykułu, którego autorzy informują o dokonaniu przełomu w dziedzinie spintroniki. Przełomu, który może doprowadzić do powstania energooszczędnych, niezwykle wydajnych urządzeń elektronicznych.
      Obecnie technologie informacyjne opierają się na elektronice. Do przechowywania i przenoszenia danych wykorzystujemy ładunek elektronu. Intensywnie jednak rozwija się spintronika, która do tych samych zadań wykorzystuje nie ładunek, a spin elektronu. Przed trzema laty informowaliśmy, że naukowcy z Instytutu Fizyki PAN badają możliwość przenoszenia informacji przez fale spinowe. Wyobraźmy sobie materiał magnetyczny, w którym wszystkie spiny są jednakowo ukierunkowane. Jeśli odchylę jeden spin, to będzie próbował on wrócić do swojego punktu równowagi. Jednak jego ruch wychwyci już spin sąsiedniego elektronu i on również się wychyli. Przez wzajemne oddziaływanie między spinami to wychylenie – czyli zaburzone lokalnie namagnesowanie – będzie się rozchodziło w materiale, przyjmując formę fali. To właśnie nazywamy falą spinową, tłumaczyła wówczas doktor Ewa Milińska.
      Teraz naukowcy z Uniwersytetów w Exeter, Oksfordzie, Berkeley oraz uczeni z Advanced Light Source i Diamond Light Source dowiedli eksperymentalnie, że zmienne prądy spinowe o wysokiej częstotliwości mogą być przesyłane i wzmacniane w cienkiej warstwie tlenku niklu (NiO). Eksperymenty wykazały, że prąd spinowy w cienkowarstwowym NiO jest propagowany przez krótkotrwałe fale spinowe. Mamy tutaj do czynienia ze zjawiskiem podobnym do tunelowania kwantowego.
      Zjawisko to zachodzi w temperaturze pokojowej i odbywa się przy częstotliwościach liczonych w gigahercach, dzięki czemu w przyszłości można je będzie wykorzystać do energooszczędnego i szybkiego przekazywania danych.
      Tymczasem naukowcy już myślą o udoskonalaniu spintroniki. W Instytucie Fizyki Jądrowej PAN trwają prace nad raczkującą dopiero magnoniką.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Odwołane zajęcia w szkołach i praca zdalna rodziców z domu to doskonała okazja, by wspomóc swoje pociechy w nauce elektroniki lub wspólnie zająć się zdobywaniem wiedzy w tej dziedzinie. Sprawdź, jakie są najskuteczniejsze sposoby na naukę elektroniki dla dzieci podczas kwarantanny!
      Dlaczego warto poznawać elektronikę?
      Elektronika i powiązane z nią gałęzie nauki, takie jak robotyka, programowanie, informatyka, matematyka czy fizyka to obecnie jedne z najbardziej przydatnych i najszybciej rozwijających się dziedzin. Poznanie najważniejszych zagadnień to świetna okazja do nauczenia się wielu umiejętności, które nie tylko mogą pomóc dziecku w wyborze życiowej drogi (zapotrzebowanie na inżynierów i programistów stale rośnie), ale również będą stanowić dla niego nieocenioną pomoc w codziennym życiu bez względu na to, jaki zawód będzie uprawiać. Zrozumienie działania nowoczesnych maszyn, a także umiejętność ich obsługi oraz wykorzystania do różnych celów pozwala stać się świadomym i rozważnym odbiorcą rozwiązań technologicznych. Nauka elektroniki to również doskonała zabawa, a wspólne zdobywanie wiedzy w tej dziedzinie pozwala rodzicom i dzieciom zacieśniać więzi i lepiej poznawać siebie nawzajem.
      Dzieci w wieku przedszkolnym
      Maluchy w wieku przedszkolnym są ciekawe świata i żywo interesują się wszystkim, co je otacza - nie wyłączając urządzeń elektronicznych. Warto wykorzystać ten głód wiedzy i nowych doświadczeń, by pomóc dzieciom poznać najważniejsze zasady elektroniki i nauczyć się podstawowych umiejętności z nią związanych.
      Roboty i zabawki edukacyjne
      Roboty interaktywne (takie jak mTiny czy Dash & Dot) oraz zabawki edukacyjne (na przykład gry uczące zasad programowania) to doskonały sposób na uczenie najmłodszych dzieci elektroniki. Wydając robotom polecenia, dzieci poznają reguły związane z kodowaniem. Zabawki tego typu wspierają też zwykle pozostałe dziedziny rozwoju - na przykład uczą pracy w grupie, śpiewają piosenki, czy pomagają poznawać ciekawostki na temat otaczającego świata. 
      Poznawanie zasad bezpieczeństwa
      Wiek przedszkolny to doskonały moment na naukę podstawowych zasad bezpieczeństwa związanych z elektroniką - na przykład poznanie reguł prawidłowego korzystania z urządzeń elektrycznych czy bezpiecznego obchodzenia się z prądem w sieci. Bardziej zainteresowanym dzieciom można też pokazać, jak montować w sprzęcie elektronicznym baterie.
      Uczniowie w wieku szkolnym
      Dzieci w wieku szkolnym uwielbiają nowoczesne technologie. To znakomita okazja, by zachęcić je do nauki elektroniki i pokrewnych dziedzin.
      Zestawy konstrukcyjne i robotyczne
      Przy pomocy specjalnych zestawów (na przykład z serii Lego Mindstorms czy Makeblock) dzieci mogą budować własne konstrukcje, proste urządzenia elektroniczne, a nawet działające roboty. To świetny sposób na przedstawienie im w przystępny sposób nazw i działania podstawowych elementów elektronicznych, a także na naukę programowania i obsługi prostych aplikacji.
      Wspólne poznawanie działania urządzeń
      W tym wieku dzieci uwielbiają poznawać świat i zadawać tysiące pytań. Możesz to wykorzystać, wspólnie ze swoimi pociechami dowiadując się, jak działa telewizor, radio czy komputer.
      Młodzież w szkole średniej
      W wieku szkoły średniej dzieci są już stosunkowo dojrzałe i mają rozwinięte takie umiejętności jak abstrakcyjne myślenie, czy logiczne rozumowanie i wyciąganie wniosków na podstawie faktów. To świetny moment na bardziej zaawansowaną naukę elektroniki.
      Kursy elektroniki
      Jeżeli Twoje dziecko interesuje się elektroniką, znakomitym pomysłem jest podarowanie mu zestawu z kursem FORBOT. Można tam znaleźć przystępne kursy elektroniki na różnych poziomach zaawansowania, a także wszystkie potrzebne do realizacji zadań komponenty elektroniczne. To również dobry wiek na naukę lutowania i obsługi narzędzi elektrycznych oraz poznawanie działania płytek (na przykład Arduino czy Raspberry Pi).
      Roboty
      W tym wieku Twoje dziecko może już zbudować bardziej zaawansowanego robota, na przykład na podstawie zestawów RoboBuilder RQ Huno czy Velleman VR204 Allbot. Po skonstruowaniu urządzenia możliwe jest jego zaprogramowanie, co wprowadza możliwość nauki dodatkowych umiejętności związanych z kodowaniem. Szeroki wybór robotów edukacyjnych, zestawów konstrukcyjnych oraz innych materiałów do nauki elektroniki dla dzieci i młodzieży możesz znaleźć w sklepie internetowym Botland, który znajdziesz pod adresem https://botland.com.pl/pl/884-roboty-edukacyjne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na North Carolina State Univeristy powstała nowa technika ochrony elektroniki przed promieniowaniem jonizującym. Jest ona tańsza od istniejących metod, a składnikiem, który zapewnił jej sukces jest... rdza.
      Dzięki naszej technice można albo zatrzymać tyle samo promieniowania co wcześniej, obniżając wagę osłon o 30% lub więcej, albo też zachować zachować wagę osłon, ale zatrzymać o co najmniej 30% więcej promieniowania, mówi współautor badań profesor Rob Hayes.
      Promieniowanie jonizujące może uszkodzić urządzenia elektroniczne lub powodować, że będą nieprawidłowo działały. Dlatego też elektronika narażona na takie promieniowanie, jak na przykład podzespoły pracujące w przestrzeni kosmicznej, jest chroniona specjalnymi osłonami.
      Waga jest bardzo ważnym czynnikiem branym pod uwagę przy projektowaniu urządzeń mających trafić poza Ziemię. Najczęściej w formie osłon wykorzystuje się aluminium, będące kompromisem pomiędzy wagą a poziomem oferowanej ochrony.
      Nowa technika polega na wymieszaniu sproszkowanego tlenku metalu, rdzy, z polimerem i wyprodukowanie z tego osłony. Sproszkowany tlenek metalu zapewnia słabszą osłonę niż sproszkowany metal, jednak jest mniej toksyczny i nie ma tutaj obawy o to, że zaburzy pracę urządzenia, wyjaśnia Hayes. Obliczenia wskazują, że sproszkowany tlenek metalu zapewnia podobną ochronę co tradycyjne osłony. Przy promieniowaniu o niskiej energii proszek taki zmniejsza promieniowanie gamma 300-krotnie i zmniejsza nawet o 225% liczbę uszkodzeń spowodowanych przemieszczeniem atomów w sieci krystalicznej w wyniku kolizji z neutronami, wyjaśnia główny autor badań, Mike DeVanzo.
      Jednocześnie, jakie osłony są lżejsze. Symulacje komputerowe wskazują, że w najgorszym scenariuszu takie rozwiązanie absorbuje o 30% więcej promieniowania co tradycyjna osłona o tej samej wadze, dodaje Hayes. Dodatkowo materiał ten jest tańszy niż czysty metal.
      Z artykułem Ionizing radiation shielding properties of metal oxide impregnated conformal coatings można zapoznać się na łamach Radiation Physics and Chemistry.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda i SLAC National Accelerator Laboratory stworzyli pierwszy na świecie akcelerator cząstek na chipie. Za pomocą podczerwonego lasera na długości ułamka średnicy ludzkiego włosa można cząstkom nadać energię, którą  mikrofale nadają im na przestrzeni wielu metrów.
      Akcelerator na chipie to prototyp, ale profesor Jelena Vuckovic, która kierowała zespołem badawczym, mówi, że zarówno projekt jak i techniki produkcyjne, można skalować tak, by uzyskać strumienie cząstek o energiach wystarczających do prowadzenia zaawansowanych eksperymentów chemicznych, biologicznych czy z nauk materiałowych. Akcelerator na chipie przyda się wszędzie tam, gdzie nie są wymagane najwyższe dostępne energie.
      Największe akceleratory są jak potężne teleskopy. Na świecie jest ich tylko kilka i naukowcy muszą przyjeżdżać do takich miejsc jak SLAC by prowadzić eksperymenty. Chcemy zminiaturyzować technologię akceleratorów, by stała się ona bardziej dostępnym narzędziem naukowym, wyjaśnia.
      Uczeni porównują swoje osiągnięcie do przejścia od potężnych mainframe'ów do posiadających mniejszą moc obliczeniową, ale wciąż użytecznych, pecetów. Fizyk Robert Byer mówi, że technologia accelerator-on-a-chip może doprowadzić do rozwoju nowych metod radioterapii nowotworów. Obecnie maszyny do radioterapii do wielkie urządzenia emitujące promieniowanie na tyle silne, że może ono szkodzić zdrowym tkankom. W naszym artykule stwierdzamy, że może być możliwe skierowanie strumienia cząstek precyzyjnie na guza, bez szkodzenia zdrowym tkankom, mówi uczony.
      Za każdym razem, gdy laser emituje impuls – a robi to 100 000 razy na sekundę – fotony uderzają w elektrony i je przyspieszają. Wszystko to ma miejsce na przestrzeni krótszej niż średnica ludzkiego włosa.
      Celem grupy Vukovic jest przyspieszenie elektronów do 94% prędkości światła, czyli nadanie im energii rzędu 1 MeV (milion elektronowoltów). W ten sposób otrzymamy przepływ cząstek o energii na tyle dużej, że będzie je można wykorzystać w medycynie czy badaniach naukowych.
      Stworzony obecnie prototyp układu zawiera 1 kanał przyspieszający. Do nadania energii 1 MeV potrzebnych będzie tysiąc takich kanałów. I, wbrew pozorom, będzie to prostsze niż się wydaje. Jako, że mamy tutaj w pełni zintegrowany układ scalony, znajdują się już w nim wszystkie elementy potrzebne do wykonania zadania. Vukovic twierdzi że do końca bieżącego roku powstanie chip w którym elektrony zyskają energię 1 MeV. Będzie on miał długość około 2,5 centymetra.
      Inżynier Olav Solgaard nie czeka na ukończenie prac nad chipem. Już teraz zastanawia się nad wykorzystaniem go w onkologii. Obecnie wysokoenergetyczne elektrony nie są używane w radioterapii, gdyż doprowadziłyby do oparzeń skóry. Dlatego też Solgaard pracuje rodzajem lampy elektronowej, którą wprowadzałoby się chirurgicznie w pobliże guza i traktowało chorą tkankę strumieniem elektronów generowanych przez akcelerator na chipie.
      Warto w tym miejscu przypomnieć o rewolucyjnym laserze BELLA (Berkeley Lab Laser Accelerator), o którym informowaliśmy przed kilku laty. To najpotężniejszy kompaktowy akcelerator na świecie. Na przestrzeni 1 metra nadaje on cząstkom energie liczone w gigaelektronowoltach (GeV).

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...