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 5–20 nm. 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 Neumanni arhitektuuril põhinevad arvutid muutuvad äärmiselt ebaefektiivseks, kui arvutuste keerukus suureneb. Arvutusaeg kasvab eksponentsiaalselt suhtes sisestatud parameetritega. Suuremat arvutusvõimsust on vaja suhtlusvõrgustike alusel sugupuude kokkupanemisel, DNA analüüsimiseks, satelliitide info analüüsimiseks ja teisteks mahukateks arvutusteks. Kassi aju 5 sekundi simuleerimiseks kasutab arvuti IBM Blue Gene'i 10 W asemel 2 MW ja 500 sekundit. 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'i Ülikoolis.[2] Dominique Vuillaum koos oma kolleegidega uuris, 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 (French National Science Agency) kui ka CEA-st (French Atomic Energy Commission).

NOMFET-i 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 suudab NOMFET reguleerida juhitava voolu tugevust. Tänu sellisele reguleerimisele annab NOMFET rohkem võimalusi kui tavaline transistor. Lisaks sellele on NOMFET-il väike ajutine 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 ja sõjarobotid
  • Arvutites, mis on inimlähedaste omadustega, samas võimalikult energiasäästlikud ja kompaktsed.

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]