Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Dom Jul 22, 2012 11:24 pm
Os chips ARM
ARM7, ARM9 e ARM11
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Cortex A8
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Cortex A9 MPCore
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Cortex A5
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A resposta da Intel
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Com a migração dos chips PowerPC para os x86 feita pela Apple em 2005, os chips x86 se tornaram onipresentes nos computadores pessoais. Você pode escolher entre um processador da Intel, da AMD ou mesmo da VIA, mas o legado de instruções vindas desde o 8086 continuará presente.
Apesar de serem os mais conhecidos, receberem o maior volume de investimentos e monopolizarem as atenções, os processadores x86 estão muito longe de serem os chips mais populares. Muito pelo contrário: em números absolutos os chips mais vendidos são os Z80, que são vendidos aos bilhões e usados em todo o tipo de aparelhos eletrônicos. Mesmo entre os chips de 32 e 64 bits os x86 ocupam um distante segundo lugar, perdendo para os chips ARM.
Embora não sejam tão conhecidos, nem tão comentados, quanto o i7 ou o Atom, os processadores ARM são produzidos em volumes brutalmente maiores e usados em todo o tipo de dispositivos, de roteadores e modems ADSL a vídeo-games (como o Nintendo DS), celulares e smartphones. Praticamente qualquer eletrônico que você tenha em casa, que use um processador de 32 bits e não seja um PC, usa um ou mais processadores ARM. Basicamente, os processadores x86 são usados em PCs, notebooks e netbooks, enquanto os ARM são usados em praticamente todo o resto.
Até mesmo o seu PC pode possuir alguns deles, já que eles são usados como controladores de HDs, em impressoras (principalmente nas laser e nas multifuncionais) e como processadores de sinais em outros periféricos (modems 3G USB, por exemplo).
O segredo para o grande número de funções, baixo consumo e baixo custo é a integração dos componentes, acompanhada pelo uso de controladores dedicados para diversas funções; diferente do que temos em um PC, onde quase tudo é feito pelo processador principal.
A vantagem de utilizar controladores dedicados é que eles executam suas funções diretamente via hardware, em vez de executarem um software destinado a executar a mesma função. Com isso, eles conseguem executar suas tarefas com menos transístores e menos ciclos de processamento, o que se traduz em um consumo elétrico mais baixo. Os diversos controladores ficam desligados na maior parte do tempo e são acordados apenas quando possuem algum trabalho para fazer.
Diferente dos processadores x86, que são produzidos pela Intel e pela AMD (e em menor volume também pela VIA), os chips ARM não são produzidos por uma única empresa, mas sim licenciados e produzidos por diversos fabricantes.
A ARM Ltd. ([Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar este link]), que é a responsável pelo desenvolvimento dos chips e detentora dos direitos sobre a arquitetura, não produz os processadores, se limitando a licenciar os projetos a preços módicos para outros fabricantes, que podem optar por diversos tipos de licença, incluindo opções que permitem modificar os chips e incluir componentes adicionais. Este é o caso de fabricantes como a QualComm, a Texas Instruments e a Samsung, que desenvolvem soluções próprias, incluindo controladores auxiliares e modificações diversas.
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BleagleBoard, baseada em um chip ARM Cortex A8
ARM7, ARM9 e ARM11
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Com a migração dos chips PowerPC para os x86 feita pela Apple em 2005, os chips x86 se tornaram onipresentes nos computadores pessoais. Você pode escolher entre um processador da Intel, da AMD ou mesmo da VIA, mas o legado de instruções vindas desde o 8086 continuará presente.
Apesar de serem os mais conhecidos, receberem o maior volume de investimentos e monopolizarem as atenções, os processadores x86 estão muito longe de serem os chips mais populares. Muito pelo contrário: em números absolutos os chips mais vendidos são os Z80, que são vendidos aos bilhões e usados em todo o tipo de aparelhos eletrônicos. Mesmo entre os chips de 32 e 64 bits os x86 ocupam um distante segundo lugar, perdendo para os chips ARM.
Embora não sejam tão conhecidos, nem tão comentados, quanto o i7 ou o Atom, os processadores ARM são produzidos em volumes brutalmente maiores e usados em todo o tipo de dispositivos, de roteadores e modems ADSL a vídeo-games (como o Nintendo DS), celulares e smartphones. Praticamente qualquer eletrônico que você tenha em casa, que use um processador de 32 bits e não seja um PC, usa um ou mais processadores ARM. Basicamente, os processadores x86 são usados em PCs, notebooks e netbooks, enquanto os ARM são usados em praticamente todo o resto.
Até mesmo o seu PC pode possuir alguns deles, já que eles são usados como controladores de HDs, em impressoras (principalmente nas laser e nas multifuncionais) e como processadores de sinais em outros periféricos (modems 3G USB, por exemplo).
O segredo para o grande número de funções, baixo consumo e baixo custo é a integração dos componentes, acompanhada pelo uso de controladores dedicados para diversas funções; diferente do que temos em um PC, onde quase tudo é feito pelo processador principal.
A vantagem de utilizar controladores dedicados é que eles executam suas funções diretamente via hardware, em vez de executarem um software destinado a executar a mesma função. Com isso, eles conseguem executar suas tarefas com menos transístores e menos ciclos de processamento, o que se traduz em um consumo elétrico mais baixo. Os diversos controladores ficam desligados na maior parte do tempo e são acordados apenas quando possuem algum trabalho para fazer.
Diferente dos processadores x86, que são produzidos pela Intel e pela AMD (e em menor volume também pela VIA), os chips ARM não são produzidos por uma única empresa, mas sim licenciados e produzidos por diversos fabricantes.
A ARM Ltd. ([Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar este link]), que é a responsável pelo desenvolvimento dos chips e detentora dos direitos sobre a arquitetura, não produz os processadores, se limitando a licenciar os projetos a preços módicos para outros fabricantes, que podem optar por diversos tipos de licença, incluindo opções que permitem modificar os chips e incluir componentes adicionais. Este é o caso de fabricantes como a QualComm, a Texas Instruments e a Samsung, que desenvolvem soluções próprias, incluindo controladores auxiliares e modificações diversas.
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Brainiac- Farrista ninguém me alcança
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Dom Jul 22, 2012 11:27 pm
Memória flash de grafeno supera estado-da-arte
Menos energia e mais dados
O protótipo de uma memória flash feita com grafeno mostrou enormes vantagens em relação à tecnologia estado-da-arte na área.
Mesmo ainda sem qualquer otimização, a memória flash de grafeno consome apenas metade da energia e pode armazenar o dobro de informações que uma memória flash convencional.
Além disso, sendo essencialmente carbono, os cientistas afirmam que o grafeno tem o potencial para gerar células de memória muito mais baratas do que as atuais, que usam semicondutores caros e difíceis de purificar.
Flash de grafeno
Extrapolando as medições iniciais, Kang Wang e seus colegas da Universidade da Califórnia calcularam que a célula de memória flash de grafeno perde apenas 8% de sua carga em um período de 10 anos.
No mesmo período, as células de memória do seu pendrive ou cartão de memória da sua máquina digital perdem 50% de sua carga.
Essa maior estabilidade significa que as células de memória de grafeno interferem menos umas com as outras, o que permite fabricá-las mais juntas umas das outras.
É esse aumento na densidade que responde pelo acréscimo na capacidade de armazenamento de dados divulgada pela equipe.
Teoria e prática do grafeno
Segundo os pesquisadores, o formato de tela de galinheiro dá ao grafeno estados eletrônicos muito densos, o que lhe dá uma alta capacidade de armazenamento de elétrons em seus níveis de energia.
Essa estabilidade se traduz em uma maior capacidade de retenção das cargas.
Por outro lado, na prática o grafeno não se parece tanto com seu desenho ilustrativo teórico: há muitos furos e contaminantes, que o fazem ter um desempenho aquém do que prevê a teoria.
Isto é o que deixou os cientistas ainda mais entusiasmados, devido aos excelentes resultados obtidos mesmo com um material ainda longe do seu ideal teórico.
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Mesmo ainda sem qualquer otimização, a memória flash de grafeno consome apenas metade da energia e pode armazenar o dobro de informações que uma memória flash convencional. [Imagem: Hong et al.]
IBM começa a fabricar memória 3D em formato de cubo
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A memória 3D em formato de cubo é 15 vezes mais rápida e ocupa um volume 90% menor do que as memórias 2D atuais.[Imagem: IBM]
Molibdenita supera silício e grafeno na eletrônica
Molibdenita supera o silício por um estonteante fator de 100 mil vezes
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Este modelo digital mostra como a molibdenita pode ser integrada para formar um transístor.[Imagem: EPFL]
Primeiro chip de molibdenita aponta para sucessor do silício
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A grande vantagem da molibdenita é que ela pode ser trabalhada até formar camadas de apenas três átomos de espessura, permitindo a criação de circuitos eletrônicos inteiramente flexíveis.[Imagem: Radisavljevic et. al./ACS Nano]
"Metal líquido" fornece energia e retira calor de chip 3D
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Embora os engenheiros se refiram a "metal líquido", trata-se na verdade de um eletrólito contendo íons de vanádio dissolvidos.[Imagem: Sabry et al./IBM Zurich]
Inspirado no cérebro
Engenheiros da IBM idealizaram um meio para alimentar e retirar calor de processadores usando "metal líquido".
A empresa já havia anunciado que usaria água para refrigerar seus processadores 3D.
Mais recentemente, outro anúncio dava conta do desenvolvimento de uma cola para unir até 100 núcleos em um processador 3-D, embora o problema do aquecimento não estivesse resolvido.
Mas agora a idéia é bem diferente, e muito mais radical.
O engenheiro Bruno Michel, que está coordenando o projeto no laboratório da IBM em Zurique, conta que a inspiração veio do cérebro humano.
"O cérebro humano é 10.000 vezes mais denso e mais eficiente do que qualquer computador atual. Isto é possível porque ele usa uma única e altamente eficiente rede de capilares e vasos sanguíneos para transportar tanto calor quanto energia, tudo ao mesmo tempo," afirmou Michel.
Metal dissolvido
A ideia continua sendo empilhar os núcleos e criar canais entre eles.
O que mudou é que os canais não servirão apenas para refrigeração.
Serão duas redes microfluídicas separando os núcleos. A primeira conduzirá um fluido eletrificado, para alimentar o chip. A outra pegará o mesmo fluido - que já terá coletado o calor do processador, ao circular por ele - e o levará para fora, retirando o calor.
Michel afirma que seu grupo já demonstrou que é possível usar o "metal líquido" para transferir energia através da rede de canais.
Embora o engenheiro se refira a "metal líquido", trata-se na verdade de um eletrólito contendo íons de vanádio em solução - vanádio verdadeiramente liquefeito derreteria qualquer processador, uma vez que o metal tem um ponto de fusão de 1.910 ºC.
Supercomputador em um celular
Enquanto a Terrazon fabrique chips 3-D desde 2003, e o laboratório belga IMEC há menos tempo, o chip com alimentação fluídica da IBM ainda está na fase de projeto.
O próximo passo será construir um protótipo funcional de um processador 3D alimentado e refrigerado com a nova técnica, o que deverá ocorrer até 2014.
Mesmo não tendo ainda todos os parâmetros para calcular os ganhos em termos de dissipação de energia, Michel garante que eles são estrondosos: o suficiente para colocar um supercomputador dentro de um telefone celular.
Talvez, então, calcular as chances de o Brasil ser campeão depois de cada rodada da Copa do Mundo não será assim tão difícil.
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IBM quer colar até 100 núcleos em processador 3D
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A cola eletrônica permitirá a construção de processadores 3D formados por até 100 processadores individuais colados uns sobre os outros.[Imagem: IBM]
Processadores 3D são promissores, mas ainda quentes demais
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O empilhamento dos núcleos dos processadores, formando chips 3D, pode multiplicar o desempenho desses processadores por um fator de 10. Os pesquisadoes estimam que os primeiros chips 3D serão usados nos supercomputadores em 2015, com um sistema interno de[Imagem: Pascal Coderay]
ReRAM: memória resistiva começa a sair dos laboratórios
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Protótipo da memória resistiva ReRAM, que a Elpida pretende fabricar em grande escala em 2013, usando uma tecnologia de 30 nanômetros e atingindo uma capacidade na faixa dos gigabits.[Imagem: Elpida Memory]
Instituto de Tecnologia de Tóquio e a Sony criam chip que revoluciona transmissão de dados sem fio
Um dos desafios da eletrônica moderna é desenvolver sistemas que permitam a transmissão rápida de grandes quantidades de dados por meios sem fio.
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Isso é necessário para que diversos aparelhos de uso profissional e pessoal consigam se conectar entre si.
As redes atuais deste tipo, como a Wi-Fi, têm uma capacidade determinada, e seus limites ficam evidentes quando se tenta transmitir vídeos, áudios e fotos com qualidade cada vez maior.
Mas nesta semana, o Instituto de Tecnologia de Tóquio e a empresa Sony apresentaram um novo chip que surpreendeu alguns especialistas em tecnologia.
O mais rápido do mudo
Os técnicos que trabalharam no chip afirmam que o dispositivo é o mais rápido do mundo na transmissão de dados, capaz de enviar 6,3 gigabytes por segundo.
Isso significa que em apenas um minuto é possível transmitir 50 gigabytes de informação, o equivalente a um disco inteiro de Blu-ray.
O chip usa frequências de rádio de 60GHz em um nível de eficiência muito elevado. Outra vantagem é o baixo consumo de energia no processo.
Segundo a Sony, o consumo total de 74 miliwatts de energia faz com que o chip possa ser usado em aparelhos portáteis sem grande perda de bateria.
Até o momento, a transmissão de grandes quantidades de dados com baixo consumo de energia era um desafio para cientistas, que não conseguiam desenvolver uma tecnologia do tipo que pudesse funcionar com uma bateria comum.
"Isso é muito novo e relevante", disse à BBC Álvaro Araújo, o professor de eletrônica da Universidade Politécnica de Madri.
Segundo ele, uma tecnologia como esta fará com que "todos os equipamentos portáteis usem este tipo de chip em vez de funcionar com WiFi".
Araújo afirma que resultados semelhantes já foram obtidos na transmissão via cabos, mas nunca em meios sem fio.
Este tipo de tecnologia poderá ter um impacto na forma como se transmite vídeos de alta definição (HD).
Atualmente, não é possível transmitir vídeos HD em tempo real sem fio, só que o novo chip abre esta possibilidade.
Apesar dos avanços tecnológicos, o chip ainda é um protótipo e não tem previsão de chegar ao mercado.
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IBM apresenta chip óptico que transmite 1 Terabit por segundo
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"Traseira" do chip óptico furado, para transferência de dados de alta velocidade em sistemas de roteamento de redes, por meio da chamada óptica paralela. [Imagem: IBM]
Dados por luz
A IBM apresentou o protótipo de um sistema óptico de comunicação de dados capaz de transferir 1 Terabit de informação por segundo - o equivalente ao download de 500 filmes de alta definição.
O protótipo - batizado de Holey Optochip, algo como "chip óptico furado" - alcançou uma velocidade oito vezes superior à dos componentes ópticos paralelos já construídos até agora.
A velocidade alcançada é equivalente à banda de dados usada por 100.000 usuários dos canais de acesso à internet de altíssima velocidade, que chegam a 10 Mb/s nos países mais avançados.
Os processadores ópticos, ou processadores fotônicos, assim como os chips dedicados ao tráfego de dados pela rede, podem ser muito mais rápidos se deixarem de lado os elétrons e passarem a usar pulsos de luz.
É por isso que os engenheiros estão tentando desenvolver técnicas para a fabricação de chips baseados inteiramente na comunicação por luz, ou que sejam eficientes na "tradução" dos dados eletrônicos (transportados por elétrons) em dados fotônicos (transportados pelos fótons da luz).
Chip óptico furado
O Holey Optochip, que mede 5,2 x 5,8 milímetros, possui 48 furos feitos em uma pastilha de silício padrão.
Os furos permitem o acesso óptico pela traseira do chip a 24 canais de recepção e 24 canais de transmissão, gerando uma arquitetura muito rápida e, ao mesmo tempo, muito compacta.
O consumo de energia do chip furado é modesto, apenas 5 watts, embora a expectativa é que isso venha a melhorar ainda mais no futuro.
Este chip óptico é voltado para a transferência maciça de dados em sistemas de roteamento de redes, na chamada óptica paralela, uma tecnologia de fibras ópticas multimodo de curto alcance, tipicamente por volta de 150 metros.
A óptica paralela é diferente da comunicação serial por fibras ópticas tradicionais. Enquanto nesta a comunicação é apenas duplex, na óptica paralela os dados são transmitidos e recebidos simultaneamente, usando múltiplas fibras.
Trabalho pela frente
Embora esteja trabalhando ativamente na criação de processadores que operam com luz, a IBM afirma que a tecnologia ainda deverá demorar para vir acelerar o acesso à internet para os consumidores.
"Nós pretendemos otimizar a tecnologia para comercialização na próxima década, com a colaboração de parceiros da indústria," disse Clint Schow, pesquisador da empresa.
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Processador fotônico: nanoLED desbanca lasers
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Este chip experimental contém centenas dos novos nanoLEDs de modo único. [Imagem: Jan Petykiewicz/Stanford School of Engineering]
Trocando elétrons por fótons
A substituição das conexões metálicas por "linhas de luz" no interior dos processadores aproxima-se cada vez mais da realidade.
A substituição dos sinais elétricos por pulsos de luz tem o potencial para elevar radicalmente a velocidade dos processadores, assim como reduzir seu consumo de energia e, por decorrência, seu aquecimento.
Embora a IBM já tenha anunciado processadores com comunicação por luz, ainda não se sabe exatamente os verdadeiros caminhos para a luz no interior dos chips.
Mas uma questão ainda mais importante acaba de se elucidada.
Engenheiros da Universidade de Stanford demonstraram que LEDs em nanoescala são muito mais eficientes para gerar a luz no interior dos chips do que os lasers usados até agora.
Jelena Vuckovic e seus colegas demonstraram que os nanoLEDs são milhares de vezes mais eficientes em termos de consumo de energia, podendo alcançar taxas de transmissão de dados na faixa dos 10 bilhões de bits por segundo.
Um LED que é quase um laser
No início deste ano, a pesquisadora havia apresentado um nanolaser de estado sólido que parecia adequado para a tarefa - não fosse o fato de que ele só funciona em temperaturas muito baixas.
Por isto ele decidiu estudar os LED, e agora criou um nanoLED que opera a temperatura ambiente e que ainda se mostrou muito mais eficiente do que o esperado.
Trata-se de um "LED de modo único", um tipo especial de diodo que emite luz com um comprimento de onda muito preciso, de forma muito similar a um laser.
"Os engenheiros afirmam que somente lasers podem transmitir dados em altas velocidades com baixa potência," afirma a pesquisadora. "Nosso LED nanofotônico de modo único pode fazer todas as tarefas que um laser faz, mas com uma potência muito menor."
Nanofotônica
A nanofotônica é a chave para a tecnologia.
No coração do seu componente, os pesquisadores criaram ilhas com o material semicondutor arseneto de índio, que produz luz quando excitado com eletricidade - um assim chamado ponto quântico.
Estas ilhas são circundadas por cristais fotônicos, pastilhas com minúsculos furos. O cristal fotônico funciona como um espelho, que devolve a luz para o interior do componente.
Isto confina a luz no interior do nanoLED, forçando-a a assumir uma única frequência, de modo similar a um raio laser.
O nanolaser consome 0,25 femto-Joule por bit de dados, enquanto um laser usado atualmente consome cerca de 500 femto-Joules para transmitir um único bit.
"Nosso componente é entre 2.000 e 4.000 vezes mais eficiente energeticamente do que os melhores componentes em uso hoje," garante Vuckovic.
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Os pontos quânticos de arseneto de índio são incorporados no semicondutor, que aqui aparece como uma pastilha perfurada, o chamado cristal fotônico.[Imagem: Gary Shambat/Stanford School of Engineering]
Menos energia e mais dados
O protótipo de uma memória flash feita com grafeno mostrou enormes vantagens em relação à tecnologia estado-da-arte na área.
Mesmo ainda sem qualquer otimização, a memória flash de grafeno consome apenas metade da energia e pode armazenar o dobro de informações que uma memória flash convencional.
Além disso, sendo essencialmente carbono, os cientistas afirmam que o grafeno tem o potencial para gerar células de memória muito mais baratas do que as atuais, que usam semicondutores caros e difíceis de purificar.
Flash de grafeno
Extrapolando as medições iniciais, Kang Wang e seus colegas da Universidade da Califórnia calcularam que a célula de memória flash de grafeno perde apenas 8% de sua carga em um período de 10 anos.
No mesmo período, as células de memória do seu pendrive ou cartão de memória da sua máquina digital perdem 50% de sua carga.
Essa maior estabilidade significa que as células de memória de grafeno interferem menos umas com as outras, o que permite fabricá-las mais juntas umas das outras.
É esse aumento na densidade que responde pelo acréscimo na capacidade de armazenamento de dados divulgada pela equipe.
Teoria e prática do grafeno
Segundo os pesquisadores, o formato de tela de galinheiro dá ao grafeno estados eletrônicos muito densos, o que lhe dá uma alta capacidade de armazenamento de elétrons em seus níveis de energia.
Essa estabilidade se traduz em uma maior capacidade de retenção das cargas.
Por outro lado, na prática o grafeno não se parece tanto com seu desenho ilustrativo teórico: há muitos furos e contaminantes, que o fazem ter um desempenho aquém do que prevê a teoria.
Isto é o que deixou os cientistas ainda mais entusiasmados, devido aos excelentes resultados obtidos mesmo com um material ainda longe do seu ideal teórico.
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Mesmo ainda sem qualquer otimização, a memória flash de grafeno consome apenas metade da energia e pode armazenar o dobro de informações que uma memória flash convencional. [Imagem: Hong et al.]
IBM começa a fabricar memória 3D em formato de cubo
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A memória 3D em formato de cubo é 15 vezes mais rápida e ocupa um volume 90% menor do que as memórias 2D atuais.[Imagem: IBM]
Molibdenita supera silício e grafeno na eletrônica
Molibdenita supera o silício por um estonteante fator de 100 mil vezes
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Este modelo digital mostra como a molibdenita pode ser integrada para formar um transístor.[Imagem: EPFL]
Primeiro chip de molibdenita aponta para sucessor do silício
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A grande vantagem da molibdenita é que ela pode ser trabalhada até formar camadas de apenas três átomos de espessura, permitindo a criação de circuitos eletrônicos inteiramente flexíveis.[Imagem: Radisavljevic et. al./ACS Nano]
"Metal líquido" fornece energia e retira calor de chip 3D
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Embora os engenheiros se refiram a "metal líquido", trata-se na verdade de um eletrólito contendo íons de vanádio dissolvidos.[Imagem: Sabry et al./IBM Zurich]
Inspirado no cérebro
Engenheiros da IBM idealizaram um meio para alimentar e retirar calor de processadores usando "metal líquido".
A empresa já havia anunciado que usaria água para refrigerar seus processadores 3D.
Mais recentemente, outro anúncio dava conta do desenvolvimento de uma cola para unir até 100 núcleos em um processador 3-D, embora o problema do aquecimento não estivesse resolvido.
Mas agora a idéia é bem diferente, e muito mais radical.
O engenheiro Bruno Michel, que está coordenando o projeto no laboratório da IBM em Zurique, conta que a inspiração veio do cérebro humano.
"O cérebro humano é 10.000 vezes mais denso e mais eficiente do que qualquer computador atual. Isto é possível porque ele usa uma única e altamente eficiente rede de capilares e vasos sanguíneos para transportar tanto calor quanto energia, tudo ao mesmo tempo," afirmou Michel.
Metal dissolvido
A ideia continua sendo empilhar os núcleos e criar canais entre eles.
O que mudou é que os canais não servirão apenas para refrigeração.
Serão duas redes microfluídicas separando os núcleos. A primeira conduzirá um fluido eletrificado, para alimentar o chip. A outra pegará o mesmo fluido - que já terá coletado o calor do processador, ao circular por ele - e o levará para fora, retirando o calor.
Michel afirma que seu grupo já demonstrou que é possível usar o "metal líquido" para transferir energia através da rede de canais.
Embora o engenheiro se refira a "metal líquido", trata-se na verdade de um eletrólito contendo íons de vanádio em solução - vanádio verdadeiramente liquefeito derreteria qualquer processador, uma vez que o metal tem um ponto de fusão de 1.910 ºC.
Supercomputador em um celular
Enquanto a Terrazon fabrique chips 3-D desde 2003, e o laboratório belga IMEC há menos tempo, o chip com alimentação fluídica da IBM ainda está na fase de projeto.
O próximo passo será construir um protótipo funcional de um processador 3D alimentado e refrigerado com a nova técnica, o que deverá ocorrer até 2014.
Mesmo não tendo ainda todos os parâmetros para calcular os ganhos em termos de dissipação de energia, Michel garante que eles são estrondosos: o suficiente para colocar um supercomputador dentro de um telefone celular.
Talvez, então, calcular as chances de o Brasil ser campeão depois de cada rodada da Copa do Mundo não será assim tão difícil.
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IBM quer colar até 100 núcleos em processador 3D
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Processadores 3D são promissores, mas ainda quentes demais
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O empilhamento dos núcleos dos processadores, formando chips 3D, pode multiplicar o desempenho desses processadores por um fator de 10. Os pesquisadoes estimam que os primeiros chips 3D serão usados nos supercomputadores em 2015, com um sistema interno de[Imagem: Pascal Coderay]
ReRAM: memória resistiva começa a sair dos laboratórios
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Protótipo da memória resistiva ReRAM, que a Elpida pretende fabricar em grande escala em 2013, usando uma tecnologia de 30 nanômetros e atingindo uma capacidade na faixa dos gigabits.[Imagem: Elpida Memory]
Instituto de Tecnologia de Tóquio e a Sony criam chip que revoluciona transmissão de dados sem fio
Um dos desafios da eletrônica moderna é desenvolver sistemas que permitam a transmissão rápida de grandes quantidades de dados por meios sem fio.
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Isso é necessário para que diversos aparelhos de uso profissional e pessoal consigam se conectar entre si.
As redes atuais deste tipo, como a Wi-Fi, têm uma capacidade determinada, e seus limites ficam evidentes quando se tenta transmitir vídeos, áudios e fotos com qualidade cada vez maior.
Mas nesta semana, o Instituto de Tecnologia de Tóquio e a empresa Sony apresentaram um novo chip que surpreendeu alguns especialistas em tecnologia.
O mais rápido do mudo
Os técnicos que trabalharam no chip afirmam que o dispositivo é o mais rápido do mundo na transmissão de dados, capaz de enviar 6,3 gigabytes por segundo.
Isso significa que em apenas um minuto é possível transmitir 50 gigabytes de informação, o equivalente a um disco inteiro de Blu-ray.
O chip usa frequências de rádio de 60GHz em um nível de eficiência muito elevado. Outra vantagem é o baixo consumo de energia no processo.
Segundo a Sony, o consumo total de 74 miliwatts de energia faz com que o chip possa ser usado em aparelhos portáteis sem grande perda de bateria.
Até o momento, a transmissão de grandes quantidades de dados com baixo consumo de energia era um desafio para cientistas, que não conseguiam desenvolver uma tecnologia do tipo que pudesse funcionar com uma bateria comum.
"Isso é muito novo e relevante", disse à BBC Álvaro Araújo, o professor de eletrônica da Universidade Politécnica de Madri.
Segundo ele, uma tecnologia como esta fará com que "todos os equipamentos portáteis usem este tipo de chip em vez de funcionar com WiFi".
Araújo afirma que resultados semelhantes já foram obtidos na transmissão via cabos, mas nunca em meios sem fio.
Este tipo de tecnologia poderá ter um impacto na forma como se transmite vídeos de alta definição (HD).
Atualmente, não é possível transmitir vídeos HD em tempo real sem fio, só que o novo chip abre esta possibilidade.
Apesar dos avanços tecnológicos, o chip ainda é um protótipo e não tem previsão de chegar ao mercado.
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IBM apresenta chip óptico que transmite 1 Terabit por segundo
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"Traseira" do chip óptico furado, para transferência de dados de alta velocidade em sistemas de roteamento de redes, por meio da chamada óptica paralela. [Imagem: IBM]
Dados por luz
A IBM apresentou o protótipo de um sistema óptico de comunicação de dados capaz de transferir 1 Terabit de informação por segundo - o equivalente ao download de 500 filmes de alta definição.
O protótipo - batizado de Holey Optochip, algo como "chip óptico furado" - alcançou uma velocidade oito vezes superior à dos componentes ópticos paralelos já construídos até agora.
A velocidade alcançada é equivalente à banda de dados usada por 100.000 usuários dos canais de acesso à internet de altíssima velocidade, que chegam a 10 Mb/s nos países mais avançados.
Os processadores ópticos, ou processadores fotônicos, assim como os chips dedicados ao tráfego de dados pela rede, podem ser muito mais rápidos se deixarem de lado os elétrons e passarem a usar pulsos de luz.
É por isso que os engenheiros estão tentando desenvolver técnicas para a fabricação de chips baseados inteiramente na comunicação por luz, ou que sejam eficientes na "tradução" dos dados eletrônicos (transportados por elétrons) em dados fotônicos (transportados pelos fótons da luz).
Chip óptico furado
O Holey Optochip, que mede 5,2 x 5,8 milímetros, possui 48 furos feitos em uma pastilha de silício padrão.
Os furos permitem o acesso óptico pela traseira do chip a 24 canais de recepção e 24 canais de transmissão, gerando uma arquitetura muito rápida e, ao mesmo tempo, muito compacta.
O consumo de energia do chip furado é modesto, apenas 5 watts, embora a expectativa é que isso venha a melhorar ainda mais no futuro.
Este chip óptico é voltado para a transferência maciça de dados em sistemas de roteamento de redes, na chamada óptica paralela, uma tecnologia de fibras ópticas multimodo de curto alcance, tipicamente por volta de 150 metros.
A óptica paralela é diferente da comunicação serial por fibras ópticas tradicionais. Enquanto nesta a comunicação é apenas duplex, na óptica paralela os dados são transmitidos e recebidos simultaneamente, usando múltiplas fibras.
Trabalho pela frente
Embora esteja trabalhando ativamente na criação de processadores que operam com luz, a IBM afirma que a tecnologia ainda deverá demorar para vir acelerar o acesso à internet para os consumidores.
"Nós pretendemos otimizar a tecnologia para comercialização na próxima década, com a colaboração de parceiros da indústria," disse Clint Schow, pesquisador da empresa.
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Processador fotônico: nanoLED desbanca lasers
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Este chip experimental contém centenas dos novos nanoLEDs de modo único. [Imagem: Jan Petykiewicz/Stanford School of Engineering]
Trocando elétrons por fótons
A substituição das conexões metálicas por "linhas de luz" no interior dos processadores aproxima-se cada vez mais da realidade.
A substituição dos sinais elétricos por pulsos de luz tem o potencial para elevar radicalmente a velocidade dos processadores, assim como reduzir seu consumo de energia e, por decorrência, seu aquecimento.
Embora a IBM já tenha anunciado processadores com comunicação por luz, ainda não se sabe exatamente os verdadeiros caminhos para a luz no interior dos chips.
Mas uma questão ainda mais importante acaba de se elucidada.
Engenheiros da Universidade de Stanford demonstraram que LEDs em nanoescala são muito mais eficientes para gerar a luz no interior dos chips do que os lasers usados até agora.
Jelena Vuckovic e seus colegas demonstraram que os nanoLEDs são milhares de vezes mais eficientes em termos de consumo de energia, podendo alcançar taxas de transmissão de dados na faixa dos 10 bilhões de bits por segundo.
Um LED que é quase um laser
No início deste ano, a pesquisadora havia apresentado um nanolaser de estado sólido que parecia adequado para a tarefa - não fosse o fato de que ele só funciona em temperaturas muito baixas.
Por isto ele decidiu estudar os LED, e agora criou um nanoLED que opera a temperatura ambiente e que ainda se mostrou muito mais eficiente do que o esperado.
Trata-se de um "LED de modo único", um tipo especial de diodo que emite luz com um comprimento de onda muito preciso, de forma muito similar a um laser.
"Os engenheiros afirmam que somente lasers podem transmitir dados em altas velocidades com baixa potência," afirma a pesquisadora. "Nosso LED nanofotônico de modo único pode fazer todas as tarefas que um laser faz, mas com uma potência muito menor."
Nanofotônica
A nanofotônica é a chave para a tecnologia.
No coração do seu componente, os pesquisadores criaram ilhas com o material semicondutor arseneto de índio, que produz luz quando excitado com eletricidade - um assim chamado ponto quântico.
Estas ilhas são circundadas por cristais fotônicos, pastilhas com minúsculos furos. O cristal fotônico funciona como um espelho, que devolve a luz para o interior do componente.
Isto confina a luz no interior do nanoLED, forçando-a a assumir uma única frequência, de modo similar a um raio laser.
O nanolaser consome 0,25 femto-Joule por bit de dados, enquanto um laser usado atualmente consome cerca de 500 femto-Joules para transmitir um único bit.
"Nosso componente é entre 2.000 e 4.000 vezes mais eficiente energeticamente do que os melhores componentes em uso hoje," garante Vuckovic.
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Os pontos quânticos de arseneto de índio são incorporados no semicondutor, que aqui aparece como uma pastilha perfurada, o chamado cristal fotônico.[Imagem: Gary Shambat/Stanford School of Engineering]
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Dom Jul 22, 2012 11:28 pm
Novos caminhos para a luz no interior dos chips
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Além de ajudar no desenvolvimento de processadores que funcionam com luz, o novo componente fotônico permitirá estudar melhor um fenômeno que já rendeu três prêmios Nobel.[Imagem: JQI]
Retardo de fótons
Por incrível que pareça, é muito mais fácil enviar fótons por milhares de quilômetros ao longo de uma fibra óptica do que enviá-los por alguns nanômetros no interior de um processador.
A rigor, é mais do que uma dificuldade, é quase uma impossibilidade prática: enquanto já convivemos há anos com as fibras ópticas, os chips fotônicos ainda estão engatinhando.
Isso ocorre devido aos minúsculos defeitos nos materiais usados para construir os chips. Assim que atingem os defeitos, os fótons são desviados do seu caminho, causando a perda do sinal e da informação que deveria ser processada.
Esses defeitos são ainda mais críticos quando ocorrem em componentes conhecidos como PDD (photon delay devices - dispositivo de retardo dos fótons), cujo papel é retardar os fótons, segurando-os até que o processador necessite da informação que eles contêm.
Esses componentes são constituídos por minúsculos ressonadores colocados em série. Assim, um único defeito em um desses ressonadores pode arruinar o fluxo de informação inteiro.
Múltiplos caminhos para a luz
Enquanto não alcançam um grau de pureza absoluta em seus materiais, a equipe do professor Mohammad Hafezi encontrou uma saída que pode não parecer muito elegante, mas resolve o problema.
Eles substituíram a linha única de nanorressonadores por múltiplas linhas, criando rotas alternativas para a luz. Assim, se encontrarem um defeito, os fótons poderão seguir por um dos outros caminhos.
Os cientistas afirmam que a solução abre um caminho prático que poderá viabilizar a fabricação dos primeiros protótipos de processadores fotônicos - mais rápidos, com menor consumo de energia e que quase não esquentam.
Três prêmios Nobel
Mas não é isso: a equipe afirma que o componente fotônico abre um novo caminho para estudar um efeito particularmente estranho, chamado efeito quântico Hall.
Esse efeito descreve a forma como os elétrons parecem interferir consigo mesmos conforme viajam ao longo de um campo magnético.
A física por trás do efeito quântico Hall já rendeu três prêmios Nobel, mas ainda há várias previsões teóricas a seu respeito que nunca foram observadas experimentalmente.
"Os fótons nesses componentes apresentam o mesmo tipo de interferência que os elétrons sujeitos ao efeito quântico Hall," afirma Hafezi. "Nós esperamos que esses novos dispositivos nos ajudem a superar esses problemas ao nos possibilitar observar a física diretamente, em vez de explorá-la por analogias."
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Siliceno: um grafeno de silício
Pesquisadores afirmam ter finalmente conseguido isolar o siliceno, uma réplica estrutural do grafeno, com a diferença que, em vez dos átomos de carbono, a estrutura bidimensional é formada por átomos de silício.
Teoricamente, esse novo material deverá ter propriedades equivalentes às do grafeno.
Mas sua grande vantagem é que ele é totalmente compatível com o restante da eletrônica, já que é essencialmente o mesmo material.
Siliceno
O interesse no siliceno é tão grande que, ao longo dos últimos 10 anos, vários grupos de pesquisa têm alegado tê-lo sintetizado - mas ninguém conseguiu convencer ninguém.
Agora, Patrick Vogt, da Universidade Técnica de Berlim, juntamente com colegas da França e da Itália, garantem ter sintetizado o siliceno.
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O siliceno não é plano como o grafeno, apresentando uma estrutura cheia de altos e baixos.[Imagem: JAIST/Ayandatta/Wikipedia]
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Além de ajudar no desenvolvimento de processadores que funcionam com luz, o novo componente fotônico permitirá estudar melhor um fenômeno que já rendeu três prêmios Nobel.[Imagem: JQI]
Retardo de fótons
Por incrível que pareça, é muito mais fácil enviar fótons por milhares de quilômetros ao longo de uma fibra óptica do que enviá-los por alguns nanômetros no interior de um processador.
A rigor, é mais do que uma dificuldade, é quase uma impossibilidade prática: enquanto já convivemos há anos com as fibras ópticas, os chips fotônicos ainda estão engatinhando.
Isso ocorre devido aos minúsculos defeitos nos materiais usados para construir os chips. Assim que atingem os defeitos, os fótons são desviados do seu caminho, causando a perda do sinal e da informação que deveria ser processada.
Esses defeitos são ainda mais críticos quando ocorrem em componentes conhecidos como PDD (photon delay devices - dispositivo de retardo dos fótons), cujo papel é retardar os fótons, segurando-os até que o processador necessite da informação que eles contêm.
Esses componentes são constituídos por minúsculos ressonadores colocados em série. Assim, um único defeito em um desses ressonadores pode arruinar o fluxo de informação inteiro.
Múltiplos caminhos para a luz
Enquanto não alcançam um grau de pureza absoluta em seus materiais, a equipe do professor Mohammad Hafezi encontrou uma saída que pode não parecer muito elegante, mas resolve o problema.
Eles substituíram a linha única de nanorressonadores por múltiplas linhas, criando rotas alternativas para a luz. Assim, se encontrarem um defeito, os fótons poderão seguir por um dos outros caminhos.
Os cientistas afirmam que a solução abre um caminho prático que poderá viabilizar a fabricação dos primeiros protótipos de processadores fotônicos - mais rápidos, com menor consumo de energia e que quase não esquentam.
Três prêmios Nobel
Mas não é isso: a equipe afirma que o componente fotônico abre um novo caminho para estudar um efeito particularmente estranho, chamado efeito quântico Hall.
Esse efeito descreve a forma como os elétrons parecem interferir consigo mesmos conforme viajam ao longo de um campo magnético.
A física por trás do efeito quântico Hall já rendeu três prêmios Nobel, mas ainda há várias previsões teóricas a seu respeito que nunca foram observadas experimentalmente.
"Os fótons nesses componentes apresentam o mesmo tipo de interferência que os elétrons sujeitos ao efeito quântico Hall," afirma Hafezi. "Nós esperamos que esses novos dispositivos nos ajudem a superar esses problemas ao nos possibilitar observar a física diretamente, em vez de explorá-la por analogias."
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Siliceno: um grafeno de silício
Pesquisadores afirmam ter finalmente conseguido isolar o siliceno, uma réplica estrutural do grafeno, com a diferença que, em vez dos átomos de carbono, a estrutura bidimensional é formada por átomos de silício.
Teoricamente, esse novo material deverá ter propriedades equivalentes às do grafeno.
Mas sua grande vantagem é que ele é totalmente compatível com o restante da eletrônica, já que é essencialmente o mesmo material.
Siliceno
O interesse no siliceno é tão grande que, ao longo dos últimos 10 anos, vários grupos de pesquisa têm alegado tê-lo sintetizado - mas ninguém conseguiu convencer ninguém.
Agora, Patrick Vogt, da Universidade Técnica de Berlim, juntamente com colegas da França e da Itália, garantem ter sintetizado o siliceno.
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O siliceno não é plano como o grafeno, apresentando uma estrutura cheia de altos e baixos.[Imagem: JAIST/Ayandatta/Wikipedia]
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por ediv_diVad Seg Jul 23, 2012 9:17 am
Vou ler tudo... 
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Ter Jul 24, 2012 12:29 am
ediv_diVad escreveu:Vou ler tudo...
É bom ler mesmo, deu trabalho essa porra.
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Seg Out 08, 2012 12:05 am
Processador quântico calcula fatoração para criptografia
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O processador quântico mede 1,6 centímetro quadrado, e possui nove elementos quânticos, incluindo quatro qubits supercondutores.[Imagem: UCSB]
Computador quântico resolve problema do dobramento de proteínas
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O D-Wave One foi primeiro computador quântico a chegar ao mercado.[Imagem: D-Wave]
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O processador quântico mede 1,6 centímetro quadrado, e possui nove elementos quânticos, incluindo quatro qubits supercondutores.[Imagem: UCSB]
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Dom Out 14, 2012 7:21 pm
Interligação de chips por luz pronta para a indústria
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O fio fotônico flexível adapta-se à diferença de posicionamento entre os dois chips. [Imagem: N. Lindenmann and G. Balthasar]
Alinhamento óptico
Interligar processadores e outros chips por meio de luz é um objetivo longamente perseguido pela indústria.
Mesmo que os processadores fotônicos ainda demorem um pouco, apenas a ligação chip-a-chip já seria suficiente para economizar energia e diminuir o calor dos data-centers.
O grande problema é que, para fazer uma conexão óptica, o emissor e o receptor devem estar perfeitamente alinhados.
Isto exige que os dois chips sejam eles próprios previamente alinhados, para que o guia de ondas que os unirá consiga transferir as informações.
Em laboratório isso é fácil, mas é quase impossível repetir o feito em escala industrial, além do que o projeto das placas de circuito impresso muda constantemente.
Escrevendo com laser
Nicole Lindenmann e seus colegas do Instituto de Tecnologia Karlsruhe, na Alemanha, resolveram o problema.
Sua técnica, que é adequada para a indústria porque dispensa o alinhamento dos chips, alcançou taxas de transmissão de dados de vários terabits por segundo.
Os chips a serem interligados são inicialmente colocados na placa, como acontece hoje, sem qualquer preocupação com o alinhamento.
A seguir, os pesquisadores construíram uma "ponte" entre os dois usando um material óptico à base de plástico, cuja flexibilidade adapta-se perfeitamente a qualquer deslocamento entre os dois chips.
Finalmente, para estabelecer a interconexão, eles transformaram a ponte polimérica em um guia de ondas, usando uma uma técnica chamada polimerização de dois fótons - um laser de pulsos "escreve" a estrutura do guia de ondas diretamente no polímero.
Fio fotônico
O protótipo do fio fotônico alcançou uma largura de banda para a transmissão de dados de 5 terabits por segundo, com nível de perda muito baixa e usando os comprimentos de onda já usuais das telecomunicações.
Segundo os pesquisadores, a tecnologia está pronta para uso industrial, e apenas aguarda contato dos interessados.
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O fio fotônico flexível adapta-se à diferença de posicionamento entre os dois chips. [Imagem: N. Lindenmann and G. Balthasar]
Alinhamento óptico
Interligar processadores e outros chips por meio de luz é um objetivo longamente perseguido pela indústria.
Mesmo que os processadores fotônicos ainda demorem um pouco, apenas a ligação chip-a-chip já seria suficiente para economizar energia e diminuir o calor dos data-centers.
O grande problema é que, para fazer uma conexão óptica, o emissor e o receptor devem estar perfeitamente alinhados.
Isto exige que os dois chips sejam eles próprios previamente alinhados, para que o guia de ondas que os unirá consiga transferir as informações.
Em laboratório isso é fácil, mas é quase impossível repetir o feito em escala industrial, além do que o projeto das placas de circuito impresso muda constantemente.
Escrevendo com laser
Nicole Lindenmann e seus colegas do Instituto de Tecnologia Karlsruhe, na Alemanha, resolveram o problema.
Sua técnica, que é adequada para a indústria porque dispensa o alinhamento dos chips, alcançou taxas de transmissão de dados de vários terabits por segundo.
Os chips a serem interligados são inicialmente colocados na placa, como acontece hoje, sem qualquer preocupação com o alinhamento.
A seguir, os pesquisadores construíram uma "ponte" entre os dois usando um material óptico à base de plástico, cuja flexibilidade adapta-se perfeitamente a qualquer deslocamento entre os dois chips.
Finalmente, para estabelecer a interconexão, eles transformaram a ponte polimérica em um guia de ondas, usando uma uma técnica chamada polimerização de dois fótons - um laser de pulsos "escreve" a estrutura do guia de ondas diretamente no polímero.
Fio fotônico
O protótipo do fio fotônico alcançou uma largura de banda para a transmissão de dados de 5 terabits por segundo, com nível de perda muito baixa e usando os comprimentos de onda já usuais das telecomunicações.
Segundo os pesquisadores, a tecnologia está pronta para uso industrial, e apenas aguarda contato dos interessados.
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Sáb Out 20, 2012 10:46 pm
Circuitos integrados ópticos chegam ao mercado
O termo fabless - sem fábrica - é bem conhecido no setor da eletrônica, e refere-se a empresas que detêm o conhecimento, mas não as fábricas. Os chips projetados por essas empresas são então encomendados a grandes fábricas que prestam esses serviços.
"Nós agora podemos incorporar avançados sistemas ópticos, incluindo dezenas a centenas de dispositivos em um único chip, usando silício ou materiais mais exóticos, como fosfeto de índio," diz o pesquisador.
Segundo ele, já existem fábricas na Europa, nos EUA e em Cingapura com os equipamentos necessários para produzir os chips fotônicos que ele e seus colegas podem projetar.
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Os circuitos integrados fotônicos estrearão em aplicações específicas, sobretudo em telecomunicações. [Imagem: VLC Photonics]
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Os pesquisadores estão tirando proveito do paradigma de escritórios de projetos fabless. [Imagem: VLC Photonics]
O termo fabless - sem fábrica - é bem conhecido no setor da eletrônica, e refere-se a empresas que detêm o conhecimento, mas não as fábricas. Os chips projetados por essas empresas são então encomendados a grandes fábricas que prestam esses serviços.
"Nós agora podemos incorporar avançados sistemas ópticos, incluindo dezenas a centenas de dispositivos em um único chip, usando silício ou materiais mais exóticos, como fosfeto de índio," diz o pesquisador.
Segundo ele, já existem fábricas na Europa, nos EUA e em Cingapura com os equipamentos necessários para produzir os chips fotônicos que ele e seus colegas podem projetar.
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Os circuitos integrados fotônicos estrearão em aplicações específicas, sobretudo em telecomunicações. [Imagem: VLC Photonics]
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Qui Nov 15, 2012 10:10 pm
Câmera-chip caça fótons individuais em alta velocidade
[Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar esta imagem]Agora é possível processar os sinais das imagens digitais diretamente no chip.[Imagem: Fraunhofer IMS]
CMOS rápido e sensível
Engenheiros alemães construíram um sensor de imagens que une velocidade e sensibilidade, superando os dispositivos atuais em mais de 1.000 vezes.
Câmeras fotográficas e filmadoras são equipadas com um de dois tipos de sensor: CMOS ou CCD.
Embora haja "discussões religiosas" entre os adeptos de cada uma dessas tecnologias, o fato é que nenhum delas consegue gerar uma imagem realmente boa se não houver fótons suficientes para serem coletados.
Os engenheiros do projeto europeu MISPIA resolveram o problema criando um sensor CMOS cujos pixels são elementos fotossensíveis conhecidos como SPAD - Single Photon Avalanche Photodiodes, fotodiodos de fóton único baseados no efeito avalanche.
Tecnicamente conhecido como "fenômeno da multiplicação das cargas", o efeito avalanche foi descoberto recentemente, e gerou muito ceticismo na comunidade científica, até que esse milagre da multiplicação dos elétrons foi demonstrado de forma prática em células solares.
Tudo digital
A estrutura de pixels do novo sensor permite contar fótons individuais separados por alguns picossegundos, o que significa que ele é cerca de 1.000 vezes mais rápido do que os melhores sensores atuais.
Como cada fóton individual é detectado, as imagens geradas pela câmera podem ser feitas com iluminação extremamente fraca, além de permitir gravar imagens com altíssima velocidade, criando uma espécie de "ultra-câmera lenta".
Outro ganho da inovação é que os engenheiros praticamente colocaram a câmera inteira no chip.
Para contar os fótons individuais, cada pixel possui um contador digital muito preciso.
Isso permite que o processamento dos sinais digitais correspondentes à imagem seja feito diretamente no chip, dispensando o processamento analógico de sinais que é feito hoje.
Câmeras para carros
Ao mesmo tempo, cada pixel possui sua própria microlente, que focaliza um feixe de luz na superfície fotoativa de cada um deles.
"A nova tecnologia coloca a câmera diretamente sobre o semicondutor, e é capaz de transformar a informação da luz em imagens em uma velocidade significativamente mais rápida," disse Daniel Durini, coordenador do projeto.
Os pesquisadores afirmam que o primeiro uso da nova tecnologia será em sistemas de segurança automotiva, para detecção de pedestres e ciclistas à noite.
Além da miniaturização - uma "câmera em um chip" -, as câmeras automotivas precisam exatamente daquilo que o novo chip oferece: velocidade e sensibilidade, uma vez que os pedestres são mais difíceis de ver justamente à noite, quando há menos luz.
Outra vantagem é a operação do chip-câmera na faixa visível do espectro - a maior parte dos experimentos com detectores de pedestres vem sendo feito com câmeras infravermelhas.
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[Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar esta imagem]Agora é possível processar os sinais das imagens digitais diretamente no chip.[Imagem: Fraunhofer IMS]
CMOS rápido e sensível
Engenheiros alemães construíram um sensor de imagens que une velocidade e sensibilidade, superando os dispositivos atuais em mais de 1.000 vezes.
Câmeras fotográficas e filmadoras são equipadas com um de dois tipos de sensor: CMOS ou CCD.
Embora haja "discussões religiosas" entre os adeptos de cada uma dessas tecnologias, o fato é que nenhum delas consegue gerar uma imagem realmente boa se não houver fótons suficientes para serem coletados.
Os engenheiros do projeto europeu MISPIA resolveram o problema criando um sensor CMOS cujos pixels são elementos fotossensíveis conhecidos como SPAD - Single Photon Avalanche Photodiodes, fotodiodos de fóton único baseados no efeito avalanche.
Tecnicamente conhecido como "fenômeno da multiplicação das cargas", o efeito avalanche foi descoberto recentemente, e gerou muito ceticismo na comunidade científica, até que esse milagre da multiplicação dos elétrons foi demonstrado de forma prática em células solares.
Tudo digital
A estrutura de pixels do novo sensor permite contar fótons individuais separados por alguns picossegundos, o que significa que ele é cerca de 1.000 vezes mais rápido do que os melhores sensores atuais.
Como cada fóton individual é detectado, as imagens geradas pela câmera podem ser feitas com iluminação extremamente fraca, além de permitir gravar imagens com altíssima velocidade, criando uma espécie de "ultra-câmera lenta".
Outro ganho da inovação é que os engenheiros praticamente colocaram a câmera inteira no chip.
Para contar os fótons individuais, cada pixel possui um contador digital muito preciso.
Isso permite que o processamento dos sinais digitais correspondentes à imagem seja feito diretamente no chip, dispensando o processamento analógico de sinais que é feito hoje.
Câmeras para carros
Ao mesmo tempo, cada pixel possui sua própria microlente, que focaliza um feixe de luz na superfície fotoativa de cada um deles.
"A nova tecnologia coloca a câmera diretamente sobre o semicondutor, e é capaz de transformar a informação da luz em imagens em uma velocidade significativamente mais rápida," disse Daniel Durini, coordenador do projeto.
Os pesquisadores afirmam que o primeiro uso da nova tecnologia será em sistemas de segurança automotiva, para detecção de pedestres e ciclistas à noite.
Além da miniaturização - uma "câmera em um chip" -, as câmeras automotivas precisam exatamente daquilo que o novo chip oferece: velocidade e sensibilidade, uma vez que os pedestres são mais difíceis de ver justamente à noite, quando há menos luz.
Outra vantagem é a operação do chip-câmera na faixa visível do espectro - a maior parte dos experimentos com detectores de pedestres vem sendo feito com câmeras infravermelhas.
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Qua Nov 21, 2012 9:20 pm
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Qua Dez 19, 2012 11:05 pm
Menor radar do mundo promete rastrear qualquer coisa
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O projeto das antenas - uma de transmissão e outra de recepção - foi de longe o maior desafio para a miniaturização inédita de um sistema completo de radar. [Imagem: Success Project]
Micro-radar
Engenheiros europeus construíram o menor radar do mundo, um sistema totalmente integrado em um chip de 8 mm x 8 mm.
O menor radar do mundo já tem uma enorme lista de aplicações à espera, da indústria automobilística à robótica, dos processos industriais aos equipamentos eletrônicos portáteis.
"Este é o menor sistema completo de radar do mundo. Nesta área, tamanho significa muito," disse o professor Christoph Scheytt, que coordenou o projeto com seu colega Thomas Zwick, do Instituto de Tecnologia Karlsruhe, na Alemanha.
O radar em um chip opera em frequência muito alta, de 120 GHz, o que corresponde a um comprimento de onda de cerca de 2,5 mm.
"A principal motivação para o uso de alta frequência é que as antenas podem ser menores," disse Scheytt.
Antena plana
O projeto da antena foi de longe o maior desafio para a miniaturização inédita de um sistema completo de radar, já que as altas frequências trazem sérios problemas de atenuação e irradiações indesejadas.
Enquanto uma antena de um rádio FM tem cerca de um metro de comprimento e a antena de um roteador WiFi tem cerca de 10 centímetros, as frequências na faixa dos milímetros (entre 30 GHz e 300 GHz) usam antenas igualmente em escala milimétrica.
Os pesquisadores tiveram que testar uma série de substratos até encontrar um que gerasse o menor nível de perdas.
"A antena propriamente dita é plana, montada sobre o chip e ligada ao circuito por solda. Isto é completamente diferente de outros sistemas de ondas milimétricas, que normalmente usam enormes antenas feitas de condutores tubulares," disse Scheytt.
O chip na verdade tem duas antenas, uma para transmissão e outra para recepção.
A grande vantagem do uso de antenas planares é que o sistema inteiro fica contido em um chip.
Aplicação do micro-radar
Os pesquisadores passaram mais tempo falando sobre as inúmeras possibilidades de aplicação do novo micro-radar do que explicando seu funcionamento.
Isso porque a miniaturização permitirá a fabricação do sistema completo de radar por menos de €1,00 (R$2,70) cada chip, o que tornará a tecnologia muito acessível.
O micro-radar deverá substituir os sensores ultrassônicos usados nos automóveis, permitindo aplicações muito além dos sensores de ré - detecção frontal e lateral de outros veículos, alerta para a aproximação de pedestres, ajuste da altura da suspensão etc.
Na automação industrial, além da detecção de objetos e produtos na linha de montagem, graças à sua alta precisão, o micro-radar permitirá até mesma a medição de vibrações nas máquinas, além das distâncias entre os equipamentos e os materiais que estão sendo trabalhados.
Uma área particularmente promissora é a robótica industrial, onde há uma crescente preocupação em tornar os robôs capazes de operar de forma segura ao lado dos operários.
A lista prossegue com detectores de presença que poderão ser totalmente embutidos - atrás de papéis de parede, por exemplo -, sistemas de abertura de portas e novas funcionalidades para telefones celulares e tablets.
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O projeto das antenas - uma de transmissão e outra de recepção - foi de longe o maior desafio para a miniaturização inédita de um sistema completo de radar. [Imagem: Success Project]
Micro-radar
Engenheiros europeus construíram o menor radar do mundo, um sistema totalmente integrado em um chip de 8 mm x 8 mm.
O menor radar do mundo já tem uma enorme lista de aplicações à espera, da indústria automobilística à robótica, dos processos industriais aos equipamentos eletrônicos portáteis.
"Este é o menor sistema completo de radar do mundo. Nesta área, tamanho significa muito," disse o professor Christoph Scheytt, que coordenou o projeto com seu colega Thomas Zwick, do Instituto de Tecnologia Karlsruhe, na Alemanha.
O radar em um chip opera em frequência muito alta, de 120 GHz, o que corresponde a um comprimento de onda de cerca de 2,5 mm.
"A principal motivação para o uso de alta frequência é que as antenas podem ser menores," disse Scheytt.
Antena plana
O projeto da antena foi de longe o maior desafio para a miniaturização inédita de um sistema completo de radar, já que as altas frequências trazem sérios problemas de atenuação e irradiações indesejadas.
Enquanto uma antena de um rádio FM tem cerca de um metro de comprimento e a antena de um roteador WiFi tem cerca de 10 centímetros, as frequências na faixa dos milímetros (entre 30 GHz e 300 GHz) usam antenas igualmente em escala milimétrica.
Os pesquisadores tiveram que testar uma série de substratos até encontrar um que gerasse o menor nível de perdas.
"A antena propriamente dita é plana, montada sobre o chip e ligada ao circuito por solda. Isto é completamente diferente de outros sistemas de ondas milimétricas, que normalmente usam enormes antenas feitas de condutores tubulares," disse Scheytt.
O chip na verdade tem duas antenas, uma para transmissão e outra para recepção.
A grande vantagem do uso de antenas planares é que o sistema inteiro fica contido em um chip.
Aplicação do micro-radar
Os pesquisadores passaram mais tempo falando sobre as inúmeras possibilidades de aplicação do novo micro-radar do que explicando seu funcionamento.
Isso porque a miniaturização permitirá a fabricação do sistema completo de radar por menos de €1,00 (R$2,70) cada chip, o que tornará a tecnologia muito acessível.
O micro-radar deverá substituir os sensores ultrassônicos usados nos automóveis, permitindo aplicações muito além dos sensores de ré - detecção frontal e lateral de outros veículos, alerta para a aproximação de pedestres, ajuste da altura da suspensão etc.
Na automação industrial, além da detecção de objetos e produtos na linha de montagem, graças à sua alta precisão, o micro-radar permitirá até mesma a medição de vibrações nas máquinas, além das distâncias entre os equipamentos e os materiais que estão sendo trabalhados.
Uma área particularmente promissora é a robótica industrial, onde há uma crescente preocupação em tornar os robôs capazes de operar de forma segura ao lado dos operários.
A lista prossegue com detectores de presença que poderão ser totalmente embutidos - atrás de papéis de parede, por exemplo -, sistemas de abertura de portas e novas funcionalidades para telefones celulares e tablets.
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Qua Jan 02, 2013 10:46 pm
Revolução de processo vai baratear computadores e células solares
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Em vez de começar com uma pastilha de silício, o novo processo cria os componentes semicondutores em nanopartículas suspensas em um gás, de forma contínua. [Imagem: Lund University]
Fim das bolachas
Todos os circuitos integrados - dos chips em geral aos processadores em particular - são fabricados a partir de grandes "bolachas" de silício - os chamados wafers.
Tecnicamente, a bolacha de silício é o substrato onde são "escavados" os transistores e outros componentes eletrônicos, por um processo chamado litografia.
Agora, uma equipe sueca descobriu uma forma de fabricar um transistor sem precisar do substrato.
Trata-se de uma revolução de processo, uma vez que a técnica tem potencial para mudar a forma como os circuitos eletrônicos são produzidos, permitindo com que eles sejam fabricados de forma mais rápida e, portanto, fiquem mais baratos.
Eletrônica sem substrato
"Quanto eu sugeri a ideia de dispensar o substrato, o pessoal do meu laboratório disse 'Você está louco, Lars; isso nunca irá funcionar'," conta Lars Samuelson, da Universidade de Lund.
Mas funcionou.
"Quando testamos o princípio em um forno adaptado, a 400°C, os resultados foram melhores do que poderíamos sonhar," disse ele.
A ideia básica é usar nanopartículas de ouro como um substrato temporário - e recuperável - a partir do qual os semicondutores crescem na forma de nanofios.
O princípio é um progresso em relação a um trabalho anterior da equipe, quando eles conseguiram controlar o crescimento de nanofios em escala atômica.
Sementes de ouro
As nanopartículas de ouro ficam suspensas livremente em um gás contendo os elementos necessários para o crescimento dos cristais semicondutores - silício, gálio, germânio etc.
Assim, em vez de escavar os componentes eletrônicos em um substrato de silício dopado com esses materiais, os componentes são literalmente cultivados, crescendo conforme fluem pelo interior do forno.
O crescimento dos semicondutores é controlado pelo tamanho das nanopartículas de ouro que servem de "semente", pela temperatura e pelo tempo que elas permanecem no gás.
Depois de coletados, os nanofios podem ser depositados sobre qualquer material que sirva adequadamente ao propósito que se tiver em mente, podendo ser vidro, metal ou mesmo materiais poliméricos.
Células solares
"O processo não apenas é extremamente rápido, como também ele é contínuo. A fabricação atual de substratos é feita em lotes, sendo por isso muito demorada," acrescenta Samuelson.
No momento a equipe está trabalhando em uma técnica para agilizar a coleta dos nanofios.
Segundo eles, o novo processo deverá estar pronto para a indústria em cerca de dois anos.
Antes disso, porém, eles prometem uma versão do processo para fabricação de células solares, que são mais simples do que os circuitos eletrônicos, embora utilizem os mesmos materiais.
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Os nanofios são fabricados de forma controlada e muito precisa. [Imagem: Caroff et al./Nature Nanotecnology]
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Em vez de começar com uma pastilha de silício, o novo processo cria os componentes semicondutores em nanopartículas suspensas em um gás, de forma contínua. [Imagem: Lund University]
Fim das bolachas
Todos os circuitos integrados - dos chips em geral aos processadores em particular - são fabricados a partir de grandes "bolachas" de silício - os chamados wafers.
Tecnicamente, a bolacha de silício é o substrato onde são "escavados" os transistores e outros componentes eletrônicos, por um processo chamado litografia.
Agora, uma equipe sueca descobriu uma forma de fabricar um transistor sem precisar do substrato.
Trata-se de uma revolução de processo, uma vez que a técnica tem potencial para mudar a forma como os circuitos eletrônicos são produzidos, permitindo com que eles sejam fabricados de forma mais rápida e, portanto, fiquem mais baratos.
Eletrônica sem substrato
"Quanto eu sugeri a ideia de dispensar o substrato, o pessoal do meu laboratório disse 'Você está louco, Lars; isso nunca irá funcionar'," conta Lars Samuelson, da Universidade de Lund.
Mas funcionou.
"Quando testamos o princípio em um forno adaptado, a 400°C, os resultados foram melhores do que poderíamos sonhar," disse ele.
A ideia básica é usar nanopartículas de ouro como um substrato temporário - e recuperável - a partir do qual os semicondutores crescem na forma de nanofios.
O princípio é um progresso em relação a um trabalho anterior da equipe, quando eles conseguiram controlar o crescimento de nanofios em escala atômica.
Sementes de ouro
As nanopartículas de ouro ficam suspensas livremente em um gás contendo os elementos necessários para o crescimento dos cristais semicondutores - silício, gálio, germânio etc.
Assim, em vez de escavar os componentes eletrônicos em um substrato de silício dopado com esses materiais, os componentes são literalmente cultivados, crescendo conforme fluem pelo interior do forno.
O crescimento dos semicondutores é controlado pelo tamanho das nanopartículas de ouro que servem de "semente", pela temperatura e pelo tempo que elas permanecem no gás.
Depois de coletados, os nanofios podem ser depositados sobre qualquer material que sirva adequadamente ao propósito que se tiver em mente, podendo ser vidro, metal ou mesmo materiais poliméricos.
Células solares
"O processo não apenas é extremamente rápido, como também ele é contínuo. A fabricação atual de substratos é feita em lotes, sendo por isso muito demorada," acrescenta Samuelson.
No momento a equipe está trabalhando em uma técnica para agilizar a coleta dos nanofios.
Segundo eles, o novo processo deverá estar pronto para a indústria em cerca de dois anos.
Antes disso, porém, eles prometem uma versão do processo para fabricação de células solares, que são mais simples do que os circuitos eletrônicos, embora utilizem os mesmos materiais.
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Os nanofios são fabricados de forma controlada e muito precisa. [Imagem: Caroff et al./Nature Nanotecnology]
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Sex Jan 25, 2013 10:31 pm
Processadores poderão alcançar velocidades PHz (petahertz)
Transistores controlados pela luz poderão atingir velocidades 10.000 vezes mais elevadas do que aqueles que compõem os atuais processadores de computador.
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"O material torna-se condutor tão logo um elevado pulso de luz é aplicada a ele, só que os dielétricos são 10.000 vezes mais rápidos do que os semicondutores."[Imagem: Thorsten Naeser/LMU]
Transistores controlados pela luz poderão atingir velocidades 10.000 vezes mais elevadas do que aqueles que compõem os atuais processadores de computador.
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"O material torna-se condutor tão logo um elevado pulso de luz é aplicada a ele, só que os dielétricos são 10.000 vezes mais rápidos do que os semicondutores."[Imagem: Thorsten Naeser/LMU]
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Sex Jan 25, 2013 10:32 pm
Transistores de luz
Transistores controlados pela luz poderão atingir velocidades 10.000 vezes mais elevadas do que aqueles que compõem os atuais processadores de computador.
A grande novidade, porém, é que esses transistores não serão feitos de materiais semicondutores, mas de materiais isolantes, ou dielétricos.
Enquanto os processadores mais modernos funcionam a cerca de 3 GHz, um transistor isolado pode atingir 100 GHz.
Pesquisadores do Instituto Max Planck, na Alemanha, demonstraram agora que é possível atingir uma velocidade 10.000 vezes superior, saltando o tera e indo direto para os PHz, ou petahertz (1015 Hz).
Transístor dielétrico
Os pesquisadores demonstraram que é possível induzir correntes elétricas em materiais normalmente isolantes, e que essas correntes podem ser revertidas em 1 femtossegundo (10-15 segundo).
Isso abre o caminho para a construção de transistores cujos ciclos se deem nessa mesma escala temporal, o que resultará em velocidades na faixa dos petahertz.
"Agora podemos fundamentalmente ter um dispositivo que funciona 10 mil vezes mais rápido do que um transistor que pode rodar a 100 gigahertz," disse o professor Mark Stockman, membro da equipe.
"Este é um efeito de campo, do mesmo tipo que controla um transistor. O material torna-se condutor tão logo um elevado pulso de luz é aplicada a ele, só que os dielétricos são 10.000 vezes mais rápidos do que os semicondutores," completou.
Metais, semicondutores e isolantes
Tudo ocorre em um material tipicamente isolante.
Do ponto de vista de suas propriedades elétricas, os materiais podem ser divididos em três grupos.
Os metais têm portadoras de cargas - isto é, elétrons - livres em quaisquer circunstâncias, o que significa que eles são condutores elétricos mesmo para correntes muito baixas.
Já os semicondutores são mais ranzinzas, e só transmitem eletricidade depois de receberem um empurrão inicial, que vença a sua bandgap, a diferença de energia entre a banda de condução e a banda de valência.
É isto que permite que os semicondutores operem bem como transistores, chaveando do estado condutor (1) para não-condutor (0) - eles atualmente fazem isto em velocidades muito altas, ao redor de alguns bilhões de vezes por segundo, ou seja, alguns gigahertz.
No terceiro grupo estão os dielétricos, ou isolantes, nos quais os elétrons são relativamente imóveis. Quando se tenta forçar a barra, aplicando correntes altas demais, elas são destruídos.
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"Nosso trabalho demonstra como técnicas de fotônica estado-da-arte podem ajudar a explorar formas de avançar as fronteiras do processamento de informações." [Imagem: Christian Hackenberger/LMU]
Chaveamento dielétrico
Recentemente um grupo de pesquisadores construiu um transistor que evita a deterioração da sua camada isolante, o que o torna muito promissor:
Transistor 4D coloca processadores além do silício
Mas os pesquisadores alemães foram mais rápidos: eles descobriram que os materiais dielétricos transmitem bem uma corrente, sem se deteriorar, desde que a tensão ultraforte seja aplicada muito rapidamente.
Usando um pulso de laser visível ou infravermelho próximo, eles elevaram a tensão a mais de 10 bilhões de volts em poucos femtossegundos.
Com isso, o normalmente não-condutor dielétrico passa a condutor, e depois retorna a seu estado normal, com uma velocidade imbatível pela tecnologia atual de semicondutores.
Na prática, isso significa que os dielétricos podem ser vistos como um tipo especial de semicondutor, cuja bandgap é extremamente elevada.
Acelerando a eletrônica
"Nosso trabalho demonstra como técnicas de fotônica estado-da-arte podem ajudar a explorar formas de avançar as fronteiras do processamento de informações," disse Agustin Schiffrin, principal autor da descoberta.
"Esperamos que estes resultados tragam a motivação para outros grupos de todo o mundo juntarem-se a nós na exploração e no aproveitamento dos potenciais que os materiais [dielétricos] podem oferecer para acelerar a eletrônica," completou.
Bibliografia:
Optical-field-induced current in dielectrics
Agustin Schiffrin, Tim Paasch-Colberg, Nicholas Karpowicz, Vadym Apalkov, Daniel Gerster, Sascha Mühlbrandt, Michael Korbman, Joachim Reichert, Martin Schultze, Simon Holzner, Johannes V. Barth, Reinhard Kienberger, Ralph Ernstorfer, Vladislav S. Yakovlev, Mark I. Stockman, Ferenc Krausz
Nature
Vol.: Advanced Online Publication
DOI: 10.1038/nature11567
Controlling dielectrics with the electric field of light
Martin Schultze, Elisabeth M. Bothschafter, Annkatrin Sommer, Simon Holzner, Wolfgang Schweinberger, Markus Fiess, Michael Hofstetter, Reinhard Kienberger, Vadym Apalkov, Vladislav S. Yakovlev, Mark I. Stockman, Ferenc Krausz
Nature
Vol.: Advanced Online Publication
DOI: 10.1038/nature11720
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Transistores controlados pela luz poderão atingir velocidades 10.000 vezes mais elevadas do que aqueles que compõem os atuais processadores de computador.
A grande novidade, porém, é que esses transistores não serão feitos de materiais semicondutores, mas de materiais isolantes, ou dielétricos.
Enquanto os processadores mais modernos funcionam a cerca de 3 GHz, um transistor isolado pode atingir 100 GHz.
Pesquisadores do Instituto Max Planck, na Alemanha, demonstraram agora que é possível atingir uma velocidade 10.000 vezes superior, saltando o tera e indo direto para os PHz, ou petahertz (1015 Hz).
Transístor dielétrico
Os pesquisadores demonstraram que é possível induzir correntes elétricas em materiais normalmente isolantes, e que essas correntes podem ser revertidas em 1 femtossegundo (10-15 segundo).
Isso abre o caminho para a construção de transistores cujos ciclos se deem nessa mesma escala temporal, o que resultará em velocidades na faixa dos petahertz.
"Agora podemos fundamentalmente ter um dispositivo que funciona 10 mil vezes mais rápido do que um transistor que pode rodar a 100 gigahertz," disse o professor Mark Stockman, membro da equipe.
"Este é um efeito de campo, do mesmo tipo que controla um transistor. O material torna-se condutor tão logo um elevado pulso de luz é aplicada a ele, só que os dielétricos são 10.000 vezes mais rápidos do que os semicondutores," completou.
Metais, semicondutores e isolantes
Tudo ocorre em um material tipicamente isolante.
Do ponto de vista de suas propriedades elétricas, os materiais podem ser divididos em três grupos.
Os metais têm portadoras de cargas - isto é, elétrons - livres em quaisquer circunstâncias, o que significa que eles são condutores elétricos mesmo para correntes muito baixas.
Já os semicondutores são mais ranzinzas, e só transmitem eletricidade depois de receberem um empurrão inicial, que vença a sua bandgap, a diferença de energia entre a banda de condução e a banda de valência.
É isto que permite que os semicondutores operem bem como transistores, chaveando do estado condutor (1) para não-condutor (0) - eles atualmente fazem isto em velocidades muito altas, ao redor de alguns bilhões de vezes por segundo, ou seja, alguns gigahertz.
No terceiro grupo estão os dielétricos, ou isolantes, nos quais os elétrons são relativamente imóveis. Quando se tenta forçar a barra, aplicando correntes altas demais, elas são destruídos.
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"Nosso trabalho demonstra como técnicas de fotônica estado-da-arte podem ajudar a explorar formas de avançar as fronteiras do processamento de informações." [Imagem: Christian Hackenberger/LMU]
Chaveamento dielétrico
Recentemente um grupo de pesquisadores construiu um transistor que evita a deterioração da sua camada isolante, o que o torna muito promissor:
Transistor 4D coloca processadores além do silício
Mas os pesquisadores alemães foram mais rápidos: eles descobriram que os materiais dielétricos transmitem bem uma corrente, sem se deteriorar, desde que a tensão ultraforte seja aplicada muito rapidamente.
Usando um pulso de laser visível ou infravermelho próximo, eles elevaram a tensão a mais de 10 bilhões de volts em poucos femtossegundos.
Com isso, o normalmente não-condutor dielétrico passa a condutor, e depois retorna a seu estado normal, com uma velocidade imbatível pela tecnologia atual de semicondutores.
Na prática, isso significa que os dielétricos podem ser vistos como um tipo especial de semicondutor, cuja bandgap é extremamente elevada.
Acelerando a eletrônica
"Nosso trabalho demonstra como técnicas de fotônica estado-da-arte podem ajudar a explorar formas de avançar as fronteiras do processamento de informações," disse Agustin Schiffrin, principal autor da descoberta.
"Esperamos que estes resultados tragam a motivação para outros grupos de todo o mundo juntarem-se a nós na exploração e no aproveitamento dos potenciais que os materiais [dielétricos] podem oferecer para acelerar a eletrônica," completou.
Bibliografia:
Optical-field-induced current in dielectrics
Agustin Schiffrin, Tim Paasch-Colberg, Nicholas Karpowicz, Vadym Apalkov, Daniel Gerster, Sascha Mühlbrandt, Michael Korbman, Joachim Reichert, Martin Schultze, Simon Holzner, Johannes V. Barth, Reinhard Kienberger, Ralph Ernstorfer, Vladislav S. Yakovlev, Mark I. Stockman, Ferenc Krausz
Nature
Vol.: Advanced Online Publication
DOI: 10.1038/nature11567
Controlling dielectrics with the electric field of light
Martin Schultze, Elisabeth M. Bothschafter, Annkatrin Sommer, Simon Holzner, Wolfgang Schweinberger, Markus Fiess, Michael Hofstetter, Reinhard Kienberger, Vadym Apalkov, Vladislav S. Yakovlev, Mark I. Stockman, Ferenc Krausz
Nature
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DOI: 10.1038/nature11720
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Qua maio 22, 2013 12:14 am
GOOGLE E NASA SE UNEM PARA CRIAR COMPUTADOR QUÂNTICO
Um computador quântico pode resolver problemas milhares de vezes mais rápido do que os computadores tradicionais, atraindo a atenção de algumas das maiores e mais poderosas instituições do mundo.
A gigante Google anunciou uma parceria com a NASA para criar o Quantum Artificial Intelligence Lab (Laboratório de Inteligência Quântica Artificial), a ser instalado ainda este ano no Vale do Silício, na Califórnia.
As duas empresas esperam que o novo computador quântico esteja pronto até o final do ano, com uma capacidade de até 3.600 vezes maior do que os melhores supercomputadores atuais.
O segredo do enorme poder de processamento de um computador quântico está no fato que, diferentemente dos computadores convencionais (que trabalham com bits 0 e 1), ele pode trabalhar com bits quânticos (ou qubits), que se aproveitam das bizarras leis da mecânica quântica para estar em dois estados ao mesmo tempo (0 e 1).
A mecânica quântica descreve o caótico funcionamento do mundo microscópico onde uma partícula pode existir em dois lugares diferentes ao mesmo tempo ou girar em direções opostas simultaneamente.
A Google está interessada em utilizar computadores quânticos para resolver problemas que envolvem a aprendizagem de máquina, no qual os computadores analisam padrões de informação para fazer previsões precisas de resultados em sistemas altamente complexos, como os modelos climáticos globais.
“Nós acreditamos que a computação quântica pode ajudar a resolver alguns dos problemas mais desafiadores da ciência, principalmente em aprendizado de máquina. Aprendizagem de máquina diz respeito à construção de melhores modelos do mundo a fim de fazer previsões mais precisas”, informou o Google em seu blog. “Se queremos curar doenças, precisamos de melhores modelos de como elas se desenvolvem. Se queremos criar políticas ambientais eficazes, precisamos de modelos melhores do que está acontecendo com o nosso clima. E se queremos construir uma ferramenta de busca mais útil, nós precisamos entender melhor as questões e o que está na web para obter a melhor resposta”.
Fonte: [Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar este link]
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Um computador quântico pode resolver problemas milhares de vezes mais rápido do que os computadores tradicionais, atraindo a atenção de algumas das maiores e mais poderosas instituições do mundo.
A gigante Google anunciou uma parceria com a NASA para criar o Quantum Artificial Intelligence Lab (Laboratório de Inteligência Quântica Artificial), a ser instalado ainda este ano no Vale do Silício, na Califórnia.
As duas empresas esperam que o novo computador quântico esteja pronto até o final do ano, com uma capacidade de até 3.600 vezes maior do que os melhores supercomputadores atuais.
O segredo do enorme poder de processamento de um computador quântico está no fato que, diferentemente dos computadores convencionais (que trabalham com bits 0 e 1), ele pode trabalhar com bits quânticos (ou qubits), que se aproveitam das bizarras leis da mecânica quântica para estar em dois estados ao mesmo tempo (0 e 1).
A mecânica quântica descreve o caótico funcionamento do mundo microscópico onde uma partícula pode existir em dois lugares diferentes ao mesmo tempo ou girar em direções opostas simultaneamente.
A Google está interessada em utilizar computadores quânticos para resolver problemas que envolvem a aprendizagem de máquina, no qual os computadores analisam padrões de informação para fazer previsões precisas de resultados em sistemas altamente complexos, como os modelos climáticos globais.
“Nós acreditamos que a computação quântica pode ajudar a resolver alguns dos problemas mais desafiadores da ciência, principalmente em aprendizado de máquina. Aprendizagem de máquina diz respeito à construção de melhores modelos do mundo a fim de fazer previsões mais precisas”, informou o Google em seu blog. “Se queremos curar doenças, precisamos de melhores modelos de como elas se desenvolvem. Se queremos criar políticas ambientais eficazes, precisamos de modelos melhores do que está acontecendo com o nosso clima. E se queremos construir uma ferramenta de busca mais útil, nós precisamos entender melhor as questões e o que está na web para obter a melhor resposta”.
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Qua maio 22, 2013 11:46 pm
A empresa holandesa ASML é pouquissimo conhecida pelos consumidores, mas é fundamental para o mundo moderno.
A ASML fabrica 80% das maquinas de litografia ótica no mundo, usadas na fabricação de circuitos integrados, como microprocessadores, memorias, microcontroladores, etc
A ASML é fornecedora da Intel
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A ASML fabrica 80% das maquinas de litografia ótica no mundo, usadas na fabricação de circuitos integrados, como microprocessadores, memorias, microcontroladores, etc
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Re: Os Maiores Projetistas e/ou Fabricantes de Circuitos Integrados do Mundo
por Brainiac Dom Jun 02, 2013 9:57 pm
Batido recorde mundial de velocidade de transmissão wireles
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O chip de alta frequência mede apenas 4 x 1,5 mm2, uma vez que os equipamentos eletrônicos acompanham a escala da frequência. [Imagem: Sandra Iselin / Fraunhofer IAF]
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O chip de alta frequência mede apenas 4 x 1,5 mm2, uma vez que os equipamentos eletrônicos acompanham a escala da frequência. [Imagem: Sandra Iselin / Fraunhofer IAF]
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