Cipurile de siliciu reprezinta baza tehnologiei noastre actuale, computerele, telefoanele mobile si multe alte aparate contin aceste componente. Evolutia tehnologica in acest domeniu are o finalitate previzibila, si anume micsorarea componentelor pana la un nivel molecular. Din pacate, pe masura ce tranzistorii ce compun cipul de siliciu devin din ce in ce mai mici apar probleme tehnologice deosebite.

Astfel, cea mai mare provocare o reprezinta realizarea unui cip de dimensiuni extrem de mici care sa inglobeze milioane de tranzistori dar care sa nu aiba defecte de material. Din pacate, in viitor, o data cu micsorarea circuitelor, acest lucru va fi imposibil sau prea scump. HP a anuntat ca cercetatorii sai au creat o noua modalitate de proiectare a viitoarelor nanocircuite electronice, pe baza teoriei de codificare, o abordare folosita la ora actuala in anumite aplicatii matematice, in criptografie si telecomunicatii. Rezultatul poate constitui un proces de productie perfect, cu echipamente de o mie de ori mai ieftine decat cele necesare pentru viitoarele versiuni ale tehnologiilor actuale. intr-o lucrare aparuta in editia din 6 iunie a revistei "Nanotechnology", o publicatie a Institutului de fizica, autorii - Phil Kuekes, Warren Robinett, Gadiel Seroussi si Stan Williams de la HP Labs - prezinta in detaliu o interfata toleranta la erori, pentru arhitectura crossbar brevetata de HP.

"Am inventat o modalitate complet noua de proiectare a interconectarilor electronice intre circuitele de dimensiuni moleculare, pe baza teoriei de codificare, folosita la ora actuala in mod curent de sistemele digitale de telefonie mobila si de sondele spatiale", spune Williams, HP Senior Fellow and director al diviziei Quantum Science Research din cadrul HP Labs. "Folosind o arhitectura crossbar si adaugand cu 50% mai multe fire, ca "politica de asigurare", credem ca va fi posibil sa fabricam nanocircuite electronice printr-un proces de productie aproape perfect, chiar daca probabilitatea unor componente defecte este mai mare".

Williams este de parere ca viitoarele cipuri vor trebui sa se bazeze, cel putin in parte, pe arhitecturi crossbar, in care un set de fire paralele, de dimensiuni moleculare, sunt asezate deasupra unui alt set de fire paralele, intr-un unghi de aproximativ 90 de grade, intercaland un strat de material comutabil electric. Cand materialul este prins intre firele transversale, acesta poate forma un comutator reprezentand "1" sau "0", pilonii principali ai codului informatic.

Viitoarele cipuri pot fi limitate in complexitatea geometrica creata la nivel molecular, datorita unor probleme legate de alinierea exacta. Structurile crossbar sunt foarte regulate, fiind astfel relativ simplu si mai rentabil de fabricat decat matricele complexe de fire, tranzistori si alte elemente din procesoarele de astazi. Dezavantajul structurilor crossbar este acela ca necesita mai mult spatiu pe substratul de siliciu.

"Credem ca balanta intre spatiu si procesul de productie va deveni mai mult decat o problema in viitorul apropiat", spune Williams. Abordarea HP implica imbunatatirea unui dispozitiv cunoscut sub numele de demultiplexer, care permite ca datele sa fie citite si scrise intr-un circuit, prin conectarea matricei crossbar de nanofire la un numar mic de fire traditionale. Prin adaugarea catorva fire traditionale si prin utilizarea unei teorii de codificare primara, cercetatorii de la HP au aratat ca demultiplexer-ul va functiona chiar daca un numar semnificativ de conexiuni intre firele conventionale si nanofire sunt intrerupte. "Este ca atunci cand te duci la un restaurant aglomerat si ii spui gazdei un nume distinctiv, pentru a fi sigur ca-l vei auzi apoi in zgomotul multimii", spune Kuekes, arhitect principal pentru sisteme de calcul si unul dintre autorii lucrarii.

"in loc de Jones, iti poti spune John Paul Jones. in acest fel, cand gazda iti va striga numele, il vei auzi, chiar daca nu toate cuvintele vor fi la fel de clare". Folosirea tolerantei la erori pentru a inlocui necesitatea de a produce cipuri "perfecte", le poate oferi producatorilor de cipuri un avantaj urias privind costurile in viitor. Williams spune ca grupul de la HP Labs a creat in laborator dispozitive functionale, la dimensiuni de 30 de nanometri half pitch - aproape a treizecea parte a cipurilor de astazi. Programul international al lansarilor tehnologiilor bazate pe siliciu, standardul acestei industrii, previzioneaza ca cipurile folosind facilitati construite la dimensiuni de 32 de nanometri half pitch vor intra in productie in aproximativ sapte sau opt ani.