Результатом кооперации сотрудников Стэнфорда и Массачусетского технологического института (MIT) стал прототип чипа, который основан на углероде вместо кремния и использует новую компьютерную архитектуру, совмещающую хранение и получение данных.

Авторам публикации во вчерашнем выпуске Nature удалось интегрировать в прототип более миллиона ячеек резистивной памяти RRAM и 2 млн полевых транзисторов на углеродных нанотрубках (CNT), что делает его самым сложным электронным устройством, созданным с помощью современных нанотехнологий.

Слои логики и памяти чередуются в вертикальной архитектуре и связаны между собой сверхплотными соединениями. Такая 3D-интеграция позволит решить проблему заторов во внутренних коммуникациях современных чипов. Кроме того, логика на основе углеродных нанотрубок может потреблять на порядок меньше энергии, чем кремниевые схемы, а RRAM потенциально превосходит DRAM по быстродействию, плотности и энергоэффективности.

Реализация в чипе объемной архитектуры стала возможной благодаря тому, что температура изготовления CNT и RRAM не превышает 200 °C. Это позволяет добавлять слои не повреждая тех, что лежат ниже.

Чтобы наглядно продемонстрировать потенциал своей технологии, учёные воспользовались возможностью использования углеродных нанотрубок в качестве сенсоров для определения состава газов в окружающей среде. На верхнем уровне чипа они разместили более миллиона таких датчиков: многослойная архитектура позволила снимать их показания параллельно и напрямую записывать в память, обеспечивая гигантскую полосу пропускания.

Большим преимуществом продемонстрированной технологии является совместимость с сегодняшней кремниевой инфраструктурой как в области проектирования, так и производства.

Команда продолжает работать над улучшением используемых нанотехнологий и, вместе с полупроводниковой фирмой Analog Devices, разрабатывает новую версию чипа, в котором функции сенсора будут интегрированы с обработкой информации.