Ryan Gelfand: —duizend keer sneller en honderd keer efficiënter… (afb: univ. van Midden-Florida)

Grappig. Al jaren wordt voorspeld dat de nog steeds voortvliedende ontwikkeling van het rekentuig tegen grenzen zal aanlopen van natuurkundige wetten (nee, niet de ‘wet’ van Moore). Er lijkt inderdaad enige stagnatie in de kloksnelheden van processoren te zien. Sinds een aantal jaren kennen we het ‘wondermateriaal’ grafeen. Onderzoekers durven de voorspelling aan dat grafeentransistors de computer duizend keer sneller zullen maken met honderd keer zo weinig energie en nog meer moois.

Ryan Gelfand, tegenwoordig verbonden aan de universiteit van Midden-Florida, was al als promovendus aan de Northwestern-universiteit samen met mede-promovendus Joseph Friedman geïnteresseerd in het idee van grafeentransistoren. De elektronica kwam in een stroomversnelling terecht met de opkomst van de silciumtransistoren. Nu komen de onderzoekers met een theoretische beschouwing over de volgende ‘revolutie’: de grafeentransistor.
Gelfand: “Als je verder wilt met technologie, dan moeten de computers sneller worden om betere simulaties te maken voor de klimaatwetenschappers, voor ruimteonderzoek, voor de financiële wereld. Dan kunnen we niet langer op silicium vertrouwen.
De onderzoekers ontdekten dat door een grafeenlint bloot te stellen aan een magnetisch veld, ze de elektrische weerstand van het grafeen konden veranderen. Omgekeerd is ook waar.

Transistors zijn eigenlijk aan/uit-schakelaars. Ze kunnen in een bepaalde schakeling fungeren als logische poorten, waarmee computers rekenen of logische problemen oplossen en, uiteindelijk, allerlei andere taken verrichten. Computer, het woord zegt het al, is in wezen een rekentuig.

Stagnatie

De snelheid van dat rekentuig, of eigenlijk de processor waar al die transistoren zijn aangebracht, is de laatste tijd niet meer zo veel vooruitgegaan als we tientallen jaren gewend zijn. De kloksnelheden blijven zo beetje hangen op 3 tot 4 GHz. Die stagnatie heeft te maken met het gebruikte materiaal: silicium.
Grafeen zou de boel weer aan de gang kunnen brengen. En hoe. De onderzoekers denken dat logische schakelingen met grafeentransistoren de kloksnelheden (maat voor de snelheid van de processor) kan opstuwen naar de terahertzen: een factor duizend sneller. Met grafeen worden de transistoren ook veel kleiner en aanzienlijk energie-efficiënter.
Dit zeggen ze op basis van theoretische beschouwingen. In de praktijk blijken dat soort dingen altijd wat lastiger te verwezenlijken, maar een factor honderd zou natuurlijk ook al mooi zijn. We wachten rustig af.

Bron: Science Daily