Processori basati su nanotubi di carbonio: realtà tra pochi anni

La miniaturizzazione dei processori sta giungendo a livelli mai visti prima: ne abbiamo parlato nell’articolo Nanometro, unità di misura utilizzata per descrivere le CPU: ecco perché.
I limiti fisici derivanti dall’utilizzo del silicio sono però ormai sempre più vicini e oltre una certa soglia non sarà più possibile spingersi.

Dopo i primi test di oltre due anni fa (vedre Il MIT presenta un chip basato su nanotubi di carbonio che integra CPU, memoria e storage), sempre dal Massachusetts Institute of Technology si fa presente che i primi chip realizzati ricorrendo ai nanotubi di carbonio dovrebbero arrivare tra il 2022 e il 2024.
Le CPU a nanotubi di carbonio sono già oggi una realtà ma si è sempre parlato di prototipi con limitazioni funzionali significative: Max Shulaker, professore di ingegneria presso il MIT, fa invece riferimento a soluzioni commerciali con un design assolutamente maturo.

Nell’immagine come si presentano i nanotubi di carbonio al microscopio elettronico.

Quando viene utilizzato un processo litografico estremo per la realizzazione di una CPU o di un SoC, si ha una significativa riduzione delle dimensioni dei transistor e delle porte logiche.
Superato un certo limite non si potrà non fare i conti con effetti quantistici indesiderati oltre che con un’elevata complessità di progettazione dei vari chip.
Lavorare con chip sempre più miniaturizzati, già a 10 nm, contribuisce ad aumentare notevolmente i costi di produzione rendendo più complessa la produzione di massa in forza anche dell’abbassamento della resa produttiva per wafer di silicio.

È qui che entrano in gioco i nanotubi di carbonio, elemento che – applicato ai processori – potrebbe rendere più semplice il superamento della barriera dei 3 nm, livello che rappresenterebbe il limite teorico del silicio.

Dovremo aspettare per verificare quali saranno le reali potenzialità derivanti dall’impiego dei nanotubi di carbonio e accertare quale processo utilizzeranno le grandi aziende del settore.
Secondo Shulaker, una soluzione ideale sarebbe l’implementazione attraverso livelli che si sovrappongono l’uno sull’altro (configurazione 3D) al fine di massimizzare l’efficienza e le prestazioni.