Nanotecnología y Tecnología de Computadores

A partir de la fecha de publicación , el tamaño microscópico de los transistores de los circuitos de computadora se acerca al umbral de la nanotecnología , el estudio de los materiales a escala de nanómetros, o millonésimas de un metro . Dispositivos de diseño en nanotecnología utilizando átomos y moléculas como bloques de construcción; esto puede conducir eventualmente a los sistemas informáticos de manera invisible - diminutos y sistemas portátiles millones de veces más potentes que los portátiles y los teléfonos inteligentes de hoy en día . Componentes Shrinking

fabricantes de chips de computadora ya trabajan en la escala de entre 20 y 200 nanómetros cuando hacen los microprocesadores y la memoria que van en ordenadores , consolas de videojuegos y teléfonos inteligentes . Cableado que conecta los componentes puede ser tan estrecho como de 20 a 30 nanómetros, o alrededor de una quincuagésima la anchura de un cabello humano . Alrededor de mil millones de transistores , resistencias y condensadores caben en un chip de unos pocos milímetros cuadrados . En 1986 , el estado de la técnica era un micrón , o 1000 nanómetros; en pocos años , los componentes pueden ser menores de 1 nanómetro , que está a sólo unos pocos átomos de tamaño . La forma tradicional de hacer chips de computadora es hacer patrones fotográficos con luz ultravioleta . Como las longitudes de onda de luz se hacen más pequeños para hacer transistores más pequeños, el proceso , llamado fotolitografía , se vuelve más difícil. Los fabricantes de chips pueden tener que utilizar otros métodos para crear circuitos de escala nanométrica .
Nanoelectrónica

transistores más pequeños permiten un fabricante de computadoras paquete de características más complejas y sofisticadas en sus productos . Hoy en día, un teléfono inteligente de bolsillo camisa tiene más potencia de cálculo de un ordenador tamaño de una habitación a partir de la década de 1970 . Esta tendencia va a continuar con la nanoelectrónica, que utilizarán cables de átomos delgada y transistores de tamaño molecular . Estos dispositivos seguirán la tendencia de más memoria y capacidad de cálculo en menos espacio y con menor consumo de energía . A medida que estos dispositivos se reducen, los electrones que alimentan los circuitos tendrán una mayor tendencia a la " fuga " o la deriva entre los componentes. La electricidad se comporta bien en un cable de alimentación , pero cuando un alambre se hace demasiado pequeña , los electrones pueden saltar a través de aisladores eléctricos estrechos , creando problemas . Aunque no es un riesgo de descarga eléctrica , esto supone un desafío para los ingenieros de diseño de circuitos en el futuro.
Computadoras mecánicos

En la década de 1800 , mucho antes de la electrónica , pioneros propuso y construyó máquinas calculadoras hechas de engranajes mecánicos y palancas . La nanotecnología puede revivir esta idea , la implementación de los ordenadores como sistemas mecánicos . Las calculadoras mecánicas de principios del siglo 20 eran fiables , pero lento y torpe en comparación con las máquinas electrónicas . Sin embargo, las partes mecánicas de tamaño molecular pueden funcionar a velocidades cercanas a los circuitos electrónicos , y sin necesidad de aceite o desgaste . Máquinas moleculares diseñados adecuadamente - operarán con muy baja fricción .
Nanobots

Las primeras computadoras electrónicas de la década de 1940 cada uno llenó una habitación grande con tubos de vacío y cables . Sólo un puñado de máquinas de investigación existió , y algunos de sus usuarios se hubiera imaginado que a tan sólo 70 años más tarde , los pequeños juguetes tendrían las computadoras , y los coches tendrían una docena. A medida que las computadoras se han vuelto más pequeños , los costos también se han reducido ; microprocesadores sencillos cuestan unos pocos dólares . Como esta tendencia continúa , los bienes más pequeños recibirán computadoras y software. Al hacer que los ordenadores de partes moleculares , pueden ser exprimidos al tamaño de un virus. Robots microscópicos llamados nanobots , que tiene sus propias computadoras simples , puede buscar algún día el torrente sanguíneo para infecciones o eliminar los materiales tóxicos en los vertederos.
Massive Paralelismo

Los fabricantes de computadoras de hoy construyen la máquinas más rápidas mediante la vinculación de miles de chips de procesadores . Se rompen los cálculos en pequeñas sub-tareas , asignando a cada parte a un procesador, a continuación, combinar los resultados . Esta idea , llamada paralelismo masivo , permite a un usuario de la computadora añadir poder a su sistema simplemente conectando más procesadores . Un procesador de hecho con la nanotecnología tendrá unas dimensiones lineales de hasta 1.000 veces más pequeños que los actuales , lo que significa que un sistema informático puede caber 1000000000 procesadores en el mismo volumen tridimensional que ahora tiene sólo uno. Sistemas informáticos de forma masiva en paralelo con millones o miles de millones de procesadores ayudarán a resolver difíciles problemas científicos , técnicos y comerciales .