دانلود تحقیق درمورد تكنولوژي نانو در cpu
با دانلود تحقیق در مورد تكنولوژي نانو در cpu در خدمت شما عزیزان هستیم.این تحقیق تكنولوژي نانو در cpu را با فرمت word و قابل ویرایش و با قیمت بسیار مناسب برای شما قرار دادیم.جهت دانلود تحقیق تكنولوژي نانو در cpu ادامه مطالب را بخوانید.
نام فایل:تحقیق در مورد تكنولوژي نانو در cpu
فرمت فایل:word و قابل ویرایش
تعداد صفحات فایل:45 صفحه
قسمتی از فایل:
چكيده
در صنعت کامپیوتر، قابلیت نانو ماشینها برای کوچک کردن ترانزیستورها روی تراشه های سیلیکونی می تواند انقلابی در این زمینه بوجود آورد. از فناوری نانو همچنین برای ساخت نسل جدیدی از اجزا» کامپیوتری استفاده خواهد شد. کامپیوترهای مولکولی می توانند اجزایی را در خود جای دهند که این اجزا» تریلیون ها بایت اطلاعات را در خود جای می دهند و این در حالی است که کل این ساختار از یک حبه قند بزرگتر نیست.
نانومتر چقدر است؟
یک نانومتر یک میلیاردم متر (10-9 m) است. این مقدار حدودا چهار برابر قطر یک اتم است. مکعبی با ابعاد 2.5 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را شامل شود. کوچکترین آی سیهای امروزی با ابعادی در حدود 250 نانومتر در هر لایه به ارتفاع یک اتم ، حدود یک میلیون اتم را در بردارند. در مقایسه یک جسم نانومتری با اندازه‌ای حدود 10 نانومتر ، هزار برابر کوچکتر از قطر یک موی انسان است.
امکان مهندسی در مقیاس مولکولی برای اولین بار توسط ریچارد فاینمن (R.Feynnman) ، برنده جایزه نوبل فیزیک مطرح شد. فاینمن طی یک سخنرانی در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا در سال 1959 اشاره کرد که اصول و مبانی فیزیک امکان ساخت اتم به اتم چیزها را رد نمی‌کند. وی اظهار داشت که می‌توان با استفاده از ماشینهای کوچک ماشینهایی به مراتب کوچکتر ساخت و سپس این کاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد.
همین عبارتهای افسانه وار فاینمن راهگشای یکی از جذابترین زمینه‌های نانو تکنولوژی یعنی ساخت روباتهایی در مقیاس نانو شد. در واقع تصور در اختیار داشتن لشکری از نانو ماشینهایی در ابعاد میکروب که هر کدام تحت فرمان یک پردازنده مرکزی هستند، هر دانشمندی را به وجد می‌آورد. در رویای دانشمندانی مثل جی استورس هال (J.Storrs Hall) و اریک درکسلر (E.Drexler) این روباتها یا ماشینهای مونتاژکن کوچک تحت فرمان پردازنده مرکزی به هر شکل دلخواهی در می‌آیند. شاید در آینده‌ای نه چندان دور بتوانید به کمک اجرای برنامه ای در کامپیوتر ، تخت خوابتان را تبدیل به اتومبیل کنید و با آن به محل کارتان بروید.
چرا این مقیاس طول اینقدر مهم است؟
خواص موجی شکل (مکانیک کوانتومی) الکترونهای داخل ماده و اثر متقابل اتمها با یکدیگر از جابجایی مواد در مقیاس نانومتر اثر می‌پذیرند. با تولید ساختارهایی در مقیاس نانومتر ، امکان کنترل خواص ذاتی مواد ازجمله دمای ذوب ، خواص مغناطیسی ، ظرفیت بار و حتی رنگ مواد بدون تغییر در ترکیب شیمیایی بوجود می‌آید. استفاده از این پتانسیل به محصولات و تکنولوژیهای جدیدی با کارآیی بالا منتهی می‌شود که پیش از این میسر نبود.
نظام سیستماتیک ماده در مقیاس نانومتری ، کلیدی برای سیستمهای بیولوژیکی است. نانوتکنولوژی به ما اجازه می‌دهد تا اجزاء و ترکیبات را داخل سلولها قرار داده و مواد جدیدی را با استفاده از روشهای جدید خود_اسمبلی بسازیم. در روش خود_اسمبلی به هیچ روبات یا ابزار دیگری برای سرهم کردن اجزاء نیازی نیست. این ترکیب پر قدرت علم مواد و بیوتکنولوژی به فرآیندها و صنایع جدیدی منتهی خواهد شد.
ساختارهایی در مقیاس نانو مانند نانو ذرات و نانولایه‌ها دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند که آنها را برای استفاده در مواد کامپوزیت ، واکنشهای شیمیایی ، تهیه دارو و ذخیره انرژی ایده‌ال می‌سازد. سرامیکهای نانوساختاری غالبا سخت‌تر و غیرشکننده‌تر از مشابه مقیاس میکرونی خود هستند. کاتالیزورهای مقیاس نانو راندمان واکنشهای شیمیایی و احتراق را افزایش داده و به میزان چشمگیری از مواد زائد و آلودگی آن کم می‌کنند. وسایل الکترونیکی جدید ، مدارهای کوچکتر و سریعتر و … با مصرف خیلی کمتر می‌توانند با کنترل واکنشها در نانوساختار بطور همزمان بدست آیند. اینها تنها اندکی از فواید و مزایای تهیه مواد در مقیاس نانومتر است.
منافع نانوتکنولوژی چیست؟
مفهوم جدید نانوتکنولوژی آنقدر گسترده و ناشناخته است که ممکن است روی علم و تکنولوژی در مسیرهای غیرقابل پیش بینی تأثیر بگذارد. محصولات موجود نانوتکنولوژی عبارتند از: لاستیکهای مقاوم در برابر سایش که از ترکیب ذرات خاک رس با پلیمرها بدست آمده‌اند، شیشه‌هایی که خودبه خود تمیز می‌شوند، مواد دارویی که در مقیاس نانو ذرات درست شده‌اند، ذرات مغناطیسی باهوش برای پمپهای مکنده و روان سازها ، هد دیسکهای لیزری و مغناطیسی که با کنترل دقیق ضخامت لایه‌ها از کیفیت بالاتری برخوردارند، چاپگرهای عالی با استفاده از نانو ذرات با بهترین خواص جوهر و رنگ دانه و ... .
الکترونیک
طراحان پردازنده هاي کامپيوتري ، همواره مجبور بوده اند که بين سرعت ، قدرت ، و ابعاد فيزيکي اين ابزارها ، به حالت ميانه اي قناعت کنند . اما گسترش استفاده از کامپيوترها در جنبه هاي مختلف زندگي بشر ، خصوصاً در مسائل پيچيده ي علمي ، لزوم ساخت پردازنده هاي سريعتر، پرقدرت تر ، و در عين حال کوچکتر را بيشتر کرده است .فناوري CMOS در ساخت پردازنده هاي رده VLSI طي چند دهه ي گذشته ، تقريباً بي رقيب بوده است . در سال 1965 ، « مور » پيش بيني کرد که تعداد ترانزيستورهاي موجود در يک ريزپردازنده ، تقريباً در هر 18 ماه دو برابر خواهد شد . اين بيان که پس از آن به کمک فناوري هايي مثل CMOS به طرز شگفت آوري با واقعيت مطابقت داشته ، به « قانون مور » معروف شده است .
اما آيا مي توان تا ابد با CMOS چنين روندي را ادامه داد ؟ مسلماً فناوري CMOS محدوديت هايي در کوچکتر کردن ترانزيستورهاي اثر ميداني خواهد داشت . در واقع پيش بيني مي شود که براي ولتاژ تغذيه ي حدود 1.0V در ترانزيستورهاي اثر ميداني CMOS نهايتاً بتوان به طول کانالي در حدود 30 نانومتر و ضخامت اکسيد حدود 5/1 نانومتر دست يافت .
مشکل ديگر فناوري CMOS اين است که با افزايش تعداد ترانزسيتورهاي مجتمع در يک پردازنده ، به مرور زمان تعداد بيشتري از ترانزيستورها از بين مي روند و در نتيجه خطاي سيستم افزايش مي يابد .
اما مشکلات ديگري هم در مورد اين فناوري وجود دارد . با افزايش تعداد ترانزيستورهاي يک مدار مجتمع ، طول سيم هاي مورد استفاده براي اتصال آنها به يکديگر افزايش و قطر آنها کاهش مي يابد . اين تغييرات باعث افزايش مقاومت الکتريکي اين سيستم ها مي شوند . همچنين کوچکتر کردن ترانزيستورها ، باعث کاهش ضخامت عايق موجود در آنها شده و ظرفيت الکتريکي آنها افزايش مي يابد . به اين ترتيب حاصلضرب مقاومت و ظرفيت الکتريکي که مشخص کننده تأخير يک مدار الکتريکي متناوب است ، با افزايش فشردگي مدارهاي مجتمع بسيار زياد گشته ، و اين پديده کاهش سرعت محاسباتي مدارهاي پردازشگر را به دنبال خواهد داشت .