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DARPA投资研究新型计算机逻辑技术

发布时间:2026-09-22 12:55:10       阅读量: 37

(来源:中国航空报)

  美国研究人员正在开发一种新型计算机逻辑技术,利用纳米级机械应变来处理信息;该技术最终有望实现比现有技术高出100倍的能效。

  该项目获得了美国国防预先研究计划局(DARPA)1060万美元的资助,采用纳米级机械应变与电信号相结合的方式执行逻辑运算。项目由佐治亚理工学院电气与计算机工程学院副教授阿西夫·汗及其团队主导。

  这笔资金来自“Fast and Curious”计划,该计划旨在开发能效至少比当今最先进技术高出100倍的逻辑电路。

  阿西夫·汗表示,计算过程本身并不在乎信息是如何传输的,无论是电荷、光、磁性还是应变,只要能可靠地表示“1”和“0”。他们的方法通过融合多种信息载体形式,探索了一条不同的技术路径。

  传统计算机通过在数十亿个晶体管中移动电荷来处理信息。这些晶体管充当微型开关,通过开 /关状态来表示二进制的“1”和“0”。然而,研究团队认为,机械应变为处理数据提供了另一种可能。

  这项技术被称为“机械放大铁性驱动逻辑”(MEFA)。它利用铁性材料,因为这些材料在施加电压时会发生微小的膨胀或收缩。这种形变会被放大并传递至邻近的半导体通道,进而控制电流流动并在不同的逻辑状态之间进行切换。

  一项新的计算技术只有最终能融入更广泛的半导体生态系统,才具有实用价值。研究人员表示,从一开始就将可制造性和集成性纳入了整体设计。据阿西夫·汗介绍,这种方法有望大幅降低计算所需的能耗,同时又能保持实际应用系统所需的运行速度与功能。

  该项目是DARPA探索新型计算方法计划的一部分。其目标是探索能够推动计算技术超越当今互补金属氧化物半导体(CMOS)系统的技术。CMOS构成了几乎所有现代计算机芯片的基石,涵盖了从智能手机处理器到用于人工智能的强大计算硬件等各类芯片。它包含一小块由电池供电的存储单元,用于保存日期、时间和硬件配置等关键系统信息;它还负责记录BIOS(基本输入/输出系统)的设置,而这些设置决定了计算机如何与其硬件组件进行交互。DARPA发起的“Fast and Curious”项目正向科学家发出号召,要求他们研发出既能保持与先进半导体制造工艺兼容、又能实现极高运行效率的新型器件、材料及计算架构。

  这项由佐治亚理工学院牵头的计划汇集了来自莱斯大学、南加州大学的研究人员,以及诺斯罗普·格鲁门公司“太空公园晶圆厂”(Space Park Foundry)的科学家。该团队致力于推动机械放大铁性驱动技术的发展,从单一器件逐步迈向更为复杂的电路系统。

  他们的最终目标是展示一个能够大幅降低能耗需求的实用型计算平台。阿西夫·汗在总结项目进展时表示,最令人振奋的不仅仅在于器件物理特性本身,更在于它展现出了一种可能性——即在实现极低能耗的同时,还能兼顾实际计算系统所需的高速度与强大功能。(逸文)

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