По словам компании Duke Engineering, разработанный ими осевой двигатель – самый эффективный и лёгкий двигатель из всех, которые вы можете установить на свою лодку, малый самолёт или генератор.

Как сообщают сами разработчики, финальная коммерческая модель их двигателя пока не завершена, но уже сейчас подаёт большие надежды:

 «Механические и другие ключевые характеристики двигателя (сгорание топлива, производительность, тайминг портов, их геометрия, и так далее) показывают удовлетворительные результаты уже сейчас, на стадии прототипа, но без всякого сомнения получат выгоду от дальнейших исследовательских и конструкционных разработок».

Новый тип "нанопористой" резистивной памяти позволит хранить терабайт данных на кристалле, размером с почтовую марку

Резистивная память с произвольным доступом (Resistive Random-Access Memory, RRAM) рассматривается специалистами в области информационных технологий в качестве наилучшего кандидата на звание компьютерной памяти следующего поколения. Хранение данных в ячейках резистивной памяти осуществляется за счет изменения сопротивления материала, а не электрического заряда. В состав структуры RRAM-ячейки входят два электрода, между которыми зажат слой особого диэлектрического материала, который меняет свое сопротивление в зависимости от полярности и значения электрического потенциала, приложенного к двум электродам. И основной проблемой, с которой сталкиваются исследователи, разрабатывающие различные типы RRAM-памяти, является поиск подходящего диэлектрического материала, свойства которого полностью удовлетворяют множеству жестких критериев.

Группа исследователей из университета Райс (Rice University), возглавляемая Джеймсом Туром (James Tour), занимаются проблемой RRAM-памяти с 2010 года. В качестве основного диэлектрического материала исследователи используют диоксид кремния (SiO2), и недавно им удалось совершить прорыв, разработав технологию формирования в слое диоксида кремния множества нанопор, токопроводящих нитей, которые выступают в роли отдельных ячеек RRAM-памяти из которых можно сформировать высокоплотный массив памяти.

"Наша технология является одной из немногих технологий, полностью удовлетворяющих каждому из требований широкомасштабного производства энергонезависимой памяти следующего поколения" - рассказывает Джеймс Тур, - "Процесс производства протекает при комнатной температуре, ячейки памяти имеют весьма низкое напряжение переключения и высокое соотношение значений сопротивления в различных состояниях. Ячейки не требуют расхода энергии при хранении информации, могут хранить до девяти бит данных на ячейку, обладают высокой надежностью и обеспечивают высокую скорость записи и чтения информации".

Ключевым моментом разработанной исследователями технологии является процесс изготовления тонкой пластины из пористого диоксида кремния, но не просто пористого, а имеющего упорядоченную структуру из этих пор. Имея в распоряжении такой материал, остается только нанести на его поверхность сетку из электродов, что делается достаточно просто, и такой подход позволяет избежать того, что так не любят делать все производители чипов - создавать вокруг границ массива ячеек памяти сложные схемы электронного управления.

На всем вышеперечисленном преимущества использования нанопористого диоксида кремния не заканчиваются. Ячейки памяти на основе нанопор выдерживают в 100 раз большее количество циклов записи-стирания, нежели ячейки памяти предыдущего варианта. Кроме этого, в каждой ячейке может храниться до девяти бит информации, что является самым большим показателем по отношению к другим типам памяти, включая и RRAM-память.

В настоящее время исследовательская группа работает над совершенствованием разработанной ими технологии в направлении ее ориентации на условия массового производства. Тем временем ведутся мероприятии по патентованию и разрабатывается план лицензирования технологии для компаний, занимающихся выпуском микросхем памяти, некоторые из которых уже проявили интерес к новому типу RRAM-памяти, разработанному исследователями из университета Райс.

Новые 10-гигабитные системы Li-Fi представляют технологии беспроводной передачи данных в новом свете

Источник

Свет является идеальным вариантом для передачи данных на большие расстояния по оптическим волоконным кабелям, но когда дело касается малой дальности, то здесь первую скрипку играют технологии, использующие радиоволны, такие как Wi-Fi и Bluetooth. Но не так давно специалисты мексиканской компании Sisoft, работающие совместно с исследователями Автономного технологического института в Мехико (Autonomous Technological Institute of Mexico, ITAM), разработали собственную реализацию технологии Li-Fi, о которой мы уже неоднократно рассказывали нашим читателям, технологии, которая передает данные при помощи видимого света, излучаемого светодиодными осветительными приборами.

Следует заметить, что у технологии Li-Fi имеется и второе название, Visible Light Communication (VLC), которое наиболее полно отражает ее суть. В отличие от систем, использующих свет инфракрасного диапазона, системы Li-Fi передают данные при помощи света, видимого человеческим глазом, в виде череды коротких вспышек, излучаемых светодиодными лампами, которые в силу инертности человеческого глаза им не воспринимаются.

Пока что разработка мексиканских исследователей существует в виде экспериментальной электронной печатной платы, подключаемой к смартфону через обычный 3.5-миллиметровый аудио-разъем. На плате установлен датчик, воспринимающий поток света, излучаемого светодиодной лампой. Получаемый с датчика сигнал дешифруется и преобразуется в цифровые данные. В качестве примера эти данные с помощью цифро-аналогового преобразователя превращаются в аудио-сигнал, который воспроизводится динамиком смартфона.

Для организации доступа к локальной сети и Интернету используется тот же самый принцип, разве что передатчик и приемник цифровых данных подключается к устройству-маршрутизатору. В качестве передатчика используется обычная светодиодная осветительная лампа, а подключиться к сети могут все устройства, оборудованные специализированным приемно-передающим узлом и попадающие в область, освещенную лампой-передатчиком.

Представители компании Sisoft утверждают, что им удалось реализовать передачу через технологию Li-Fiаудио, видео и других цифровых данных со скоростью 10 гигабит в секунду. Это является значительным усовершенствованием технологии Li-Fi, реализации которой были разработаны компанией Siemens и университетом Пенсильвании, и которые обеспечивали скорость передачи информации 500 мегабит в секунду и 1.6 гигабита в секунду соответственно.

Основной областью применения своей реализации технологии Li-Fi специалисты компании Sisoft видят в ее использовании в больницах, в научных учреждениях и в других местах, где не допускается использования стороннего оборудования, излучающего радиоволны. Кроме этого, технология Li-Fi может быть с успехом использована там, где стороннее оборудование является мощным источником радиоволн, блокирующих всю радиосвязь в прилегающей области.

 

Компания IBM начинает исследовательские программы, направленные на разработку пост-кремниевой электроники следующего поколения

Представители компании IBM на днях объявили об инвестициях суммой три миллиарда долларов в две научно-исследовательские программы, целью которых является разработка новых технологий и новой вычислительной архитектуры для пост-кремниевой электроники следующего поколения, способной обеспечить соблюдение закона Гордона Мура еще достаточно долгое время. Обе программы нацелены на разработку технологий "7 нанометров и меньше", технологий, которые будут коренным образом отличаться от существующих технологий изготовления кремниевых кристаллов современных цифровых чипов. Для реализации своих идей специалисты компании IBM сосредоточатся на исследованиях в области углеродной наноэлектроники, кремниевой фотоники, новых технологиях памяти и вычислительной архитектуре на основе технологий квантовых, нейросинаптических вычислений и искусственного интеллекта.

В настоящее время компания IBM выпускает основную массу процессоров, изготовленных по технологии 22 нанометра, кроме этого уже существуют опытные образцы процессоров, изготовленных по 14-нанометровой технологии и не за горами появление 10-нанометровых кристаллов. Однако, для перехода от 10-нанометровых технологий к 7-нанометровым потребуется новый качественный рывок, который позволит решить массу проблем технологического плана за счет использования принципиально новых методов производства и инструментов.

Граница 7 нанометров является той границей, после которой количество технологических проблем увеличится лавинообразно при условии следования традиционным методам кремниевой электроники. Поэтому, для преодоления той границы потребуется использование принципиально новых материалов, а главными кандидатами на эту роль являются графен и углеродные нанотрубки. Кроме этого, преодолеть вышеупомянутую границу могут помочь новая вычислительная архитектура и технологии организации вычислений, такие, как квантовые, фотонные и нейросинаптические технологии.

Согласно прогнозам специалистов IBM Research, главным кандидатом на суб-семи нанометрвые технологии являются углеродные нанотрубки. И специалистам компании уже удалось продемонстрировать первыелогические элементы CMOS NAND, состоящие из нескольких транзисторов, располагающихся на единственной нанотрубке, длиной 50 нанометров. Кроме этого, специалисты компании уже владеют технологией изготовления углеродных нанотрубок, которая позволяет получить конечный продукт, чистотой 99.99 процента, и технологией изготовления нанотрубочных транзисторов, размером 10 нанометров, которые не подвержены деградации по времени и по времени их работы. Проведенные моделирования показали, что эти транзисторы на основе углеродных нанотрубок могут обеспечить прирост производительности процессоров в пять-десять раз по сравнению с обычными кремниевыми транзисторами.

Вторым кандидатом на роль материала электроники будущего является графен, форма углерода, кристаллическая решетка которого имеет толщину в один атом. Графен является превосходным проводником электрического тока, он невероятно прочен и гибок. Электроны перемещаются по графену в 10 раз быстрее, чем в среде традиционных полупроводниковых материалов, таких, как кремний и германий. Это означает, чтотранзисторы на основе графена смогут переключаться очень быстро, что было использовано специалистами компании IBM для создания интегрального приемника системы радиосвязи, продемонстрированного в 2013 году.

Одним из перспективных направлений развития электроники является область кремниевой фотоники, которая при помощи импульсов света может обеспечить быструю передачу огромных массивов информациикак между различными функциональными частями одного чипа, так и между разными чипами вычислительной системы, в том числе и между частями суперкомпьютеров. Из-за этого кремниевая фотоника рассматривается как перспективное средство для решения так называемой проблемы "больших данных". В этом направлении специалистам компании IBM удалось создать и продемонстрировать первый монолитный фотонный приемопередатчик, обеспечивающий функцию мультиплексирования каналов по длине волны света.

Полупроводниковые материалы III-V группы также рассматриваются в качестве материалов электроники следующего поколения в качестве высокоэффективных преобразователей энергии света в электричество. Эти материалы обладают подвижностью электронов, на порядок превышающую этот показатель у кремния, и внедрение этих материалов в структуру CMOS-чипов позволит этим чипам работать на более высоких скоростях при более низком напряжении, рассеивая в окружающую среду гораздо меньшее количество энергии в виде паразитного тепла.

В области технологий квантовых вычислений специалистам компании IBM также удалось добиться значительных успехов. Они продемонстрировали узел, выполняющий процедуру проверки на четность, реализованный при помощи трех сверхпроводящих кубитов, который имеет возможность стать одним из стандартных блоков квантового компьютера будущего.

Еще одним и наиболее перспективным направление развития вычислительных технологий будущего специалисты компании IBM относят область нейросинаптических вычислений. Это подразумевает создание вычислительных узлов или законченных систем, работа которых стремится быть максимально похожей на работу головного мозга человека, самой быстродействующей, самой эффективной и самой малогабаритной вычислительной системы биологического происхождения. В настоящее время компанией уже созданы первые нейросинаптические чипы, насчитывающие сотни и тысячи электронных аналогов нейронов и синапсов, а в ближайшей перспективе компания планирует создать систему, насчитывающую 10 миллиардов нейронов и 100 триллионов синапсов, которая будет потреблять всего один киловатт энергии и занимать объем не более одного литра.