В законе Мура говорится, что количество транзисторов на интегральной схеме будет удваиваться каждые два года, чтобы не отставать от обработки требований. Ранее эта цель была обращена, сократив размер отдельных транзисторов так, чтобы больше могло быть добавлено к чипу.
Однако то решение быстро становится ненадежным, и полупроводниковая промышленность ищет новые способы создать лучшие компьютерные микросхемы.«Мы достигаем пределов физики с точки зрения размера транзистора, таким образом, нам нужен новый способ увеличить работу микропроцессоров», говорит Бенэм Киа, главный ученый в физике в государственном и ведущем авторе NC статьи, описывающей работу. «Мы предлагаем использовать теорию хаоса – собственную нелинейность системы – чтобы позволить схемам транзистора быть запрограммированными, чтобы выполнить различные задачи.
Очень простая нелинейная схема транзистора содержит очень богатые образцы. Различные образцы, которые представляют различные функции, сосуществуют в нелинейной динамике системы, и они можно выбрать. Мы используем эти поведения уровня динамики, чтобы выполнить различные задачи обработки, используя ту же самую схему.
В результате мы можем вытащить больше из меньше».Киа и государственный коллега NC Уильям Дитто, преподаватель физики и декан Колледжа Наук, работали над концепцией, дизайном, развитием и фальсификацией чипа интегральной схемы, который содержит рабочие нелинейные схемы, чтобы выполнить многократные различные цифровые вычисления.Традиционно, основанные на транзисторе схемы выполняют одну задачу каждый. Компьютерные процессоры управляют направлением каждой инструкцией и ее операндами к соответствующей схеме транзистора на интегральной схеме, которая осуществляет те особые указания.
В дизайне Киа схема транзистора может быть запрограммирована, чтобы осуществить различные инструкции, превратившись между различными операциями и функциями.«В текущих процессорах Вы не используете всю схему на процессоре все время, который расточителен», заявляет Киа. «Наш дизайн позволяет схеме быстро превращаться и повторно формироваться, чтобы выполнить желаемую цифровую функцию за каждый такт.
Сердце дизайна – аналоговая нелинейная схема, но интерфейс полностью цифровой, позволяя схеме действовать в качестве полностью morphable цифровой схемы, которая может быть легко связана с другими цифровыми системами».Исследователи произвели альтернативный подход для вычисления, которое совместимо с существующей технологией и использует тот же самый процесс фальсификации и инструменты CAD как существующие компьютерные микросхемы, которые могли помочь коммерческому принятию.«Мы полагаем, что этот чип поможет решить проблемы требований большей вычислительной мощности от меньшего количества транзисторов», заявляет Киа. «Потенциал 100 morphable нелинейных основанных на хаосе схем, делающих работу, эквивалентную 100 тысячам схем, или 100 миллионов транзисторов, делающих работу, эквивалентную трем миллиардам транзисторов, открывает перспективу для распространения закона Мура – не посредством удвоения количества транзисторов каждые два года, а посредством увеличения, к чему транзисторы способны, когда объединено в нелинейных и хаотических схемах».«Мы приближаемся к коммерческому размеру и власти и непринужденности программирования в наших проектах развития, которые могли иметь значительную коммерческую уместность в течение нескольких месяцев с нашим трехмесячным циклом дизайна/фальсификации улучшений и внедрений», Так же говорит.
Работа появляется в Сделках IEEE на Схемах и Системах II: Краткие сводки Экспресса. Кеннет Мобли Разработки FirstPass также способствовал работе.
Исследование было поддержано Офисом Военно-морского Гранта на проведение исследований номер N00014 14 C 0033.