Nanoelektrooniline programmeeritav sünaps

Allikas: Vikipeedia

Nanoelektrooniline programmeeritav sünaps (ingl nanoparticle organic memory field-effect transistor, NOMFET) on orgaaniline transistor, mis imiteerib aju sünapse.[1] Transistor kasutab kulla(Au) nanoosakesi, mis on koos polütsükliliste aromaatsete süsivesinike ühenditega suuruses 5-20nm. Vastavalt Moore'i seadusele iga kahe aasta tagant transistorite arv protsessoris kahekordistub. Kuna transistorid on muutunud väga väikseks nanoskaalas ja varsti tuleb piir ette füüsilise suuruse poolest, siis on vaja uut tehnoloogiat. Peale selle binaarloogika ja Von Neumann'i arhitektuuril põhinevad arvutid muutuvad äärmiselt ebaefektiivseks, kui arvutuste keerulisus suureneb. Arvutusaeg kasvab eksponentsiaalselt suhtes sisestatud parameetritega. Suuremat arvutusvõimsust on vaja suhtlusvõrgustike alusel sugupuude kokkupanemisel, DNA analüüsimiseks, sateliitide info analüüsimiseks ja teisteks suuremahulisteks arvutusteks. Kassi aju 5sekundi simuleerimiseks kasutab arvuti IBM Blue Gene 10W asemel 2MW ning 500sekundit. Bioloogilise aju eelised on ülisuur tihedus, väike energiakulu, stabiilsus, elastsus, multifunktsionaalsus ja suur tõrketaluvus. Inimese aju koosneb ~1015 sünapsisest.

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Esimene NOMFET transistor loodi prantsuse nanotehnoloogide poolt Lille Ülikoolis. [2]. Dominique Vuillaum koos oma kolleegidega uurisid, kuidas elektrilaengud läksid läbi seadme ning avastasid, see käitub samamoodi kui keemilised neurotransmitterid, mis lähevad läbi sünapside ajusse. Seda loetakse esimeseks korraks, kui elektrooniline seade imiteerib bioloogilist sünapsi. Meeskonnas oli teadlasi nii CNRS-ist(the French National Science Agency) kui ka CEA-st (the French Atomic Energy Commission).

NOMFET tööpõhimõte[muuda | redigeeri lähteteksti]

Positiivsed laengud nimega "augud", mis on tekitatud puuduvate elektronide poolt polütsükliliste aromaatsete süsivesiniku ühendis, juhivad voolu kullaga kaetud kanalis. Seega tagatakse juhtivus seadmes aukude kaudu. Iga pinge sisendis, mõned augud on kulla poolt lõksus ning tänu sellele saab lülitada voolu sisse ja välja. Olenevalt sisendpingest, NOMFET suudab reguleerida juhitava voolu tugevust. Tänu sellisele reguleerimisele on NOMFET rohkem võimalusi andev, kui tavaline transistor. Lisaks sellele omab NOMFET väikest ajutist mälu, mistõttu saab laengut säilitada NP-s ja kanalit lahti hoida mõned tuhanded sekundid.[3]

Rakendatavus[muuda | redigeeri lähteteksti]

  • Andmevoogude analüüsiks
  • Küberneetika
  • Intelligentsed arvutid aju simuleerimiseks ning sõjarobotid
  • Arvutites, mis on inimlähedaste omadustega, samas võimalikult energiasäästlikud ja kompaktsed.

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]