模拟电流通过一个未来晶体管在原子水平

模拟电流通过一个未来电子晶体管建模一个原子在不到15分钟普渡大学研究人员。

工作表明,未来电子设备可以快速模拟先进电脑,打开门新的纳米半导体组件,并且能耗更低更强大。

仿真运行在橡树岭国家实验室的美洲豹超级计算机,第二快的国家,一个只有两台电脑千兆级性能的能力。

晶体管的建模在147000多个计算机处理器同时运行,根据Gerhard Klimeck,电气和计算机工程教授为美国国家科学基金会资助的网络计算纳米技术。欧洲杯线上买球

“如果这单处理器计算机上运行我们需要3.3年才能完成,”Klimeck说。“这是第一次我们已经能够做一个原子水平模拟工程领域内的晶体管,而不是作为一个千载难逢的电脑运行。”

晶体管模拟代表38000个原子并分析了当前通过实验晶体管。

半导体和晶体管能够模型一个原子是很重要的。作为电子元器件的方法纳米他们开始表现得截然不同,因为量子效应,因为科学家们所说的“原子粒度,”这意味着设备建立一个原子分裂,而不是表面的设备磨损。

尽管纳电子学的不同的行为,大多数这些设备的模拟忽略量子和原子论的影响主要是因为工程师相信这种模拟太困难和昂贵。

助理研究教授在普渡大学的马修Luisier Birck纳米技术中心和美国国家科学基金会的网络计算纳米技术,说,捷豹仿真表明,随着exascale计算机的出现,情况已不再是这样。欧洲杯线上买球

“很多人仍然认为这是不切实际的计算过于昂贵和有限的小型结构、“Luisier说。“但完整的机器运行在超级计算机像捷豹现在可能已经执行模拟制造晶体管。在不久的将来我可以想象等大型超级计算机上运行纳米设计工作每天捷豹。”

仿真运行使用的预兆,纳电子学建模工具开发的Luisier在瑞士联邦理工学院苏黎世。(OMEN-based仿真工具也可在http://www.nanoHUB.org上免费)

“现有的建模与仿真工具的问题是设备结构变小,这些工具迅速达到极限可数原子内部的结构,和标准的仿真工具坏了,“Klimeck说。“你只剩下没有地方安排的信息设备上的原子,由于变形或扭曲的量子效应。

“有一个模型,理解所有的未来半导体的发展至关重要。”

实验晶体管仿照捷豹使用半导体材料在硅和砷化镓铟耶稣是在麻省理工学院开发的a·德尔·阿拉莫教授电气工程。

德尔·阿拉莫说需要更快的开发新的电子元件。

“寻找一个替代硅半导体技术是我们这个时代最伟大的技术挑战之一,”德尔阿拉莫说。“普渡的示范一个非常快速和大规模并行模拟纳米晶体管涉及非常复杂的物理是非常重要的,因为它允许快速探索不同的装置设计。这让我们集中我们的实验努力未来设备的设计提供最大的潜力。”

捷豹,超级计算机,使这项工作,一年两次的Top500.org名单上排名第二的超级计算机,使用182000 AMD Opteron处理器。电脑的大小和规模研究打开新的大门,道格拉斯Kothe说科学主任国家计算科学中心为基础在橡树岭国家实验室。欧洲杯线上买球

”Klimeck教授和他的同事已经证明了独特的转型科学的机会来自于扩展科学应用程序充分利用exascale系统的功能像橡树岭的Cray XT5领导计算设施,“Kothe说。欧洲杯线上买球