Сучасні комп'ютери за своєю структурою дуже нагадують структуру невеликих міст і приміських зон. Офіси, житлові будинки та інші елементи інфраструктури розкидані по великій площі і пов'язані між собою досить довгими дорогами, на яких дуже часто виникають пробки і затори. Однак, група інженерів зі Стенфордського університету, об'єднавшись з дослідниками з деяких інших університетів, розробила нову архітектуру комп'ютерних чіпів, що отримала назву Nano-Engineered Computing Systems Technology (N3XT). Чіпи цієї архітектури нагадують за своєю будовою висотні будівлі-хмарочоси, на кожному з поверхів яких розташований окремий функціональний блок цього чіпа. А мільйони крихітних "ліфтів", що зв'язують "поверхи" чіпів, дозволяють передавати дані з дуже високою швидкістю, що в теорії може забезпечити збільшення обчислювальної потужності в тисячу разів порівняно з продуктивністю традиційних обчислювальних систем.
"Ми зібрали групу провідних фахівців в області передових інформаційних технологій і створили платформу, можливості якої здатні задовольнити вимоги до обчислювальної потужності майбутніх обчислювальних систем" - розповідає Сабхезіш Мітра (Subhasish Mitra),
професор зі Стенфордського університету, - "Шари або" поверхи "наших чіпів містять елементи процесорів, пам'яті та інших компонентів, що формують закінчену обчислювальну систему. Ці шари пов'язані один з одним мільйонами крихітних наскрізних отворів, через які дані переміщаються дуже швидко і з мінімальними витратами енергії".
Як повідомляє dailytechinfo.org, що ця ідея зовсім не нова і в минулому інженери вже намагалися створювати чіпи-хмарочоси з кремнію. Однак, в даному процесі використовуються вельми високі температури, порядку 1000 градусів Цельсія (1800 градусів Фаренгейта), і це призводило до руйнування попередніх шарів чіпа при спробі вирощування чергового шару. Крім цього, чіпи з "висотною" структурою можуть бути виготовлені шляхом вирощування окремих "поверхів", складання їх разом і з'єднання їх тисячами нанопровідників. Однак такий підхід вкрай складний з точки зору використовуваних технологій, він вимагає великих витрат енергії і на магістралях таких чіпів також можуть виникати електронні "корки".
Через все перераховане вище, щоб реалізувати свою ідею на практиці,
дослідникам довелося відмовитися від використання традиційного кремнію на користь наноматеріалів. Дослідні зразки N3XT-чіпів, які мають лише по чотири шари, були представлені стенфордськими дослідниками на Міжнародній конференції з електронним приладам в грудні 2014 року. Два шари цього чіпа займав процесор з деякими додатковими елементами, основою якого були транзистори на вуглецевих нанотрубках. А нижче і вище шарів процесора знаходилися шари пам'яті.
"Чіпи N3XT насправді є чимось більшим, ніж простою сумою їх окремих компонентів" - розповідає професор Кунле Олукотун (Kunle Olukotun), - "У сучасному світі існують величезні обсяги даних, що вимагають швидкої і ефективної обробки. Природно, для цього потрібні дійсно великі обчислювальні потужності і N3XT-чіпи можуть стати тією "робочою конячкою", яка забезпечить ці обчислювальні потужності".
Крім усього іншого, архітектура N3XT-чіпів дозволить досить просто вирішити проблему охолодження, для цього достатньо всього ввести в чіп кілька шарів матеріалу, що володіє високою теплопровідністю. І, з урахуванням низької кількості споживаної чіпом енергії, ці шари успішно впораються із завданням відведення не такої вже великої кількості тепла, що виділяється.
А в даний час дослідники зі Стенфорда працюють у напрямку адаптації N3XT-технології для її застосування в чіпах резистивної пам'яті RRAM і в інших технологіях зберігання і обробки даних.
