فناوری نانو در رایانه

(قسمت چهارم)

یکی از اهداف فناوری نانو پیشرفت در زمینه الکترونیک و علوم کامپیوتر، ساخت حافظه ها و تراشه ها با قابلیت بیشتر، و هزینه کمتر است. کوچکی، سبکی و سرعت مهم ترین رهاورد فناوری نانو برای رایانه ها هستند.

قسمت قبل

 

مشکلات فناوری های رایج در ذخیره سازی اطلاعات

مشکلی که با فناوری رایج وجود دارد، این است که به سرعت محدودیت های نظری پشت سر گذاشته می شود. برای مثال فناوری کارت حافظه محدودیت اندازه دارد و بیشتر از میزان مشخصی از اطلاعات را نمی تواند در خود جای دهد. همچنین در دوباره ریختن اطلاعات یا بازنویسی اطلاعات نیز محدود است. نمی توان بیشتر از 10000 تا 100000 بار اطلاعات را در آن وارد کرد (بعد از این مقدار، داده ها دیگر ذخیره نخواهد شد). هم چنین محدودیت هایی برای حجم ذخیره سازی دیسک های سخت وجود دارد. با توجه به افزایش فعالیت هایی که نیازمند حافظه بیشتر است، باید راه حل هایی برای رفع این محدودیت ها در نظر گرفته شود.

MRAM یک راه حل مناسب برای ثابت نگه داشتن پیشرفت و ترقی در بازار است. حافظه RAM معمول می توان خیلی سریع بخواند، بنویسد و دسترسی پیدا کند و به همین دلیل از آن برای کار با داده های موقت کامپیوتر سود می برند. به هر حال مشکل آن این است که به برق دائم نیاز دارد وگرنه همه اطلاعات را از دست می دهد مگر آنکه روی نوع دیگری از ابزار ذخیره سازی مثل دیسک های سخت ذخیره شود. MRAM سرعت دستیابی RAM را دارند، اما فراریت داده ها را از بین می برند و نیازی به برق برای کار ندارد. هم چنین آن ها مشکل محدویت خواندن و بازنویسی کارت حافظه را ندارند.

اساس کار کامپیوترها بر توان دستکاری داده ها، انتقال داده ها، نگارش داده ها و ذخیره داده ها استوار است. همه این اعمال با یک مجموعه اطلاعات دودویی شامل صفر و یک کار می کنند. امروزه با توجه به افزایش حجم مورد نیاز برای ذخیره سازی اطلاعات و سرعت آن نیاز به روش هایی است که پاسخ گوی این حجم اطلاعات باشد.

?

ساخت ماشین هایی شبیه سازنده

ساخت ماشین های شبیه سازنده نانو اسمبلر، مفهوم جدیدی هستند که در «فناوری نانو» مطرح می شوند. ساخت نانو اسمبلر در واقع یک هدف نهایی و مهم در فناوری نانو است. نانو اسمبلر در واقع امکان تهیه ماشین یا مکانیک ساختاری شبیه خودش را به وجود می آورد. زمانی که یک نانو اسمبلر کامل در دسترس باشد تقریباً همه چیز ممکن می شود و این مهمترین و بزرگترین خواسته دانشمندان فناوری نانو است. کدام ساده تر است؛ تهیه کپی از ماشین، یا تهیه ماشینی که خودش را کپی کند؟ در مقیاس ماکرو مولکولی ساختن یک کپی خیلی ساده تر از ساختن ماشینی است که بتواند خودش را کپی کند اما در تراز مولکولی این مساله واژگونه است؛ یعنی ساختن ماشینی که بتواند خود را کپی کند کار را برای ما بارها ساده تر از ساختن ماشین دیگر می کند و این مهم ترین کاربرد نانو اسمبلر می باشد. به این ترتیب ساختن اتوماتیک محصولات بدون نیروی کار سنتی، همانند عمل کپی در ماشین های زیراکس، آسان می شود.

سرعت ارتباطات با افزایش سرعت انتقال داده ها، قدرت بیشتر پرداشگرهای سیار و ذخیره سازی بیشتر داده ها بر پایه فناوری نانو امکان پذیر است

انتقال سریع ترداده ها

انتقال سریع تر داده ها در داخل و بین دستگاه ها می تواند به واسطه فناوری نانو فراهم شود. یک محدودیت بزرگ در سرعت انتقال، استفاده از اتصالات و سیم کشی های الکتریکی است، الیاف نوری با افزایش سرعت انتقال داده ها در بین ارتباطات تلفنی انقلابی را در صنعت مخابرات به وجود آورده است. این مسئله بدین معنی است که خدمات جدیدتری می تواند انجام شود مثل اینترنت با پهنای باند بالا بطور مشابه، این عقیده وجود دارد که با استفاده از الکترونیک نوری به جای سیم های مسی می توان سرعت انتقال داده هها را بین دستگاه هایی همانند کامپیوتر به طو چشم گیری افزایش داد. مثلا استفاده از نقاط کوانتومی بر پایه لیزر در آینده امکان پذیر خواهد بود که اطلاعات را بین اجزاء دستگاه ها با سرعت نور انتقال می دهد که هر قسمت از اطلاعات کد شده توسط یک طول موج یگانه نور منتقل می شود.

?

 

 

با افزایش تعداد گره ها در شبکه های اطلاعاتی می توان داده ها را با سرعت بیشتری بین دو نقطه منتقل کرد. سرعت ارتباطات با افزایش سرعت انتقال داده ها، قدرت بیشتر پرداشگرهای سیار و ذخیره سازی بیشتر داده ها بر پایه فناوری نانو امکان پذیر است.

 

 

 

مریم نایب زاده

بخش دانش و زندگی تبیان