Транзистор нового типа! Просто о сложном

Современный процессор относится к числу самых сложных систем в мире, но в его основе лежит очень простое устройство — транзистор. Совсем недавно появился транзистор нового типа. Что это за устройство и где его использовать, рассказывает Тимур Фаизов, педагог по направлению «IT-моделирование» «Новых мест дополнительного образования».

— Любую деятельность компьютер воспринимает как последовательность единиц и нулей (единица — есть ток; ноль — нет тока). Для получения единиц и нулей и используется транзистор. Поэтому для более быстрой работы вашего процессора, а, следовательно, и компьютера, требуется разместить как можно больше транзисторов меньшего размера с повышенной плотностью.

На данный момент наиболее оптимальный вариант — FinFET транзисторы. Эту технологию освоили всего лишь три компании: американский Intel, корейский Samsung и тайваньская TSMC. По словам Тилльманна Кубиса, инженера Университета Пердью (штат Индиана), удовлетворить характеристики нанотранзисторов стало гораздо труднее. Им нужен достаточно высокий ток включения и достаточно низкий ток отключения с достаточно небольшой разницей, чтобы переключаться между ними. Эти проблемы значительно замедляют масштабирование транзисторов, что затрудняет внедрение более мощных поколений ЦП.

Кубис и Джеймс Чарльз, старший научный сотрудник Школы электротехники и вычислительной техники Элмора, создали технологию CasFET, или каскадного полевого транзистора. Он вводит новый метод переключения транзисторов, аналогичный эффектам, наблюдаемым в квантово-каскадных лазерах.

Теоретически, транзистор CasFET будет работать с предельно малыми токами переключений состояния, что значительно повысит энергоэффективность прибора. Правда, учёные пока не сделали ни одного такого транзистора, чтобы изучить его характеристики на практике. Зато заявка на патент уже подана, а заинтересованные производители могут обращаться за консультациями.