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符合 RISC-V 标准的通用处理器是如何做到的?路线图还是兜圈子?
巧妙的设计思路克服了几个主要的障碍,但它不是通向高性能的途径。
eefocus.com, Aug. 30, 2019 –
我们似乎不能像过去那样可以不断缩小硅基处理器的元件,这促使材料科学家们在硅片之外另辟蹊径。首选方法就是碳纳米管,碳纳米管以半导体形式自然存在,拥有出色的电气特性,而且极小。遗憾的是,已证明让纳米管在需要它们的地方生成极其困难,而操纵纳米管、将它们放在合适的位置一样困难。克服这些挑战方面已取得了一些进展,但展示成果的通常是在很有限的演示中。
现在,研究人员已经使用碳纳米管制造了一种符合RISC-V标准的通用处理器,它可以处理32位指令,并进行16位存储器寻址。性能不值得大书特书,但该处理器成功地执行了传统演示程序"Hello world!"的变体。这是一件出色的杰作,但并非所有研究人员的解决方案都有可能带来高性能处理器。
我们能克服这个问题
碳纳米管存在好多问题。首先,虽然纳米管以半导体形式自然存在,但它们是结合该过程和使用金属纳米管生成的。虽然可以净化半导体版本,但纯净度往往在99.9%左右就趋于平稳。这在许多情况下很好,但是当处理器有数百万个纳米管时,这显然不顶用。纳米管并不自然形成p型半导体或n型半导体(分别偏向于传输正电荷或负电荷)。在硅中,这些特性是通过添加少量额外元素来决定的,这个过程名为掺杂(doping)。但是纳米管实在太小了,极难掺杂。


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