Группa исслeдoвaтeлeй из Лeйдeнскoгo унивeрситeтa, Нидeрлaнды, при сoдeйствии спeциaлистoв кoмпaнии IBM, нe таким (образом давно закончили процесс создания нового суперкомпьютера. Этот суперкомпьютер получил (про)звание Little Green Machine II, его вычислительная мощность равна 0.2 Пфлопс. Суперкомпьютер хватит использоваться для математических расчетов из области океанографии, для обеспечения работы систем искусственного интеллекта, для того моделирования финансовых и астрофизических процессов. Но не все это является главной достопримечательностью суперкомпьютера Little Green Machine II, все битва заключается в том, что размер этой вычислительной системы приблизительно равен размеру положенных друг нате друга четырех коробок от пиццы. И этот суперкомпьютер является самой маленькой суперкомпьютерной вычислительной системой в мире получай сегодняшний день.

Как уже упоминалось выше, вычислительная мощность системы Little Green Machine II составляет 0.2 Пфлопс. Сие 200 000 000 000 000 операций с плавающей запятой в секунду и это сопоставимо с вычислительной мощностью 10 тысяч обычных персональных компьютеров.

Основой суперкомпьютера являются цифра сервера, вычислительная мощность которых обеспечивается специализированными графическими ускорителями в количестве четырех стукко, по одному на каждый сервер. Сервера связаны друг с другом быстродействующей сетной магистралью.

В отличие от своего предшественника, системы Little Green Machine I, новая способ основания не на архитектуре x86 от компании Intel, а на более высокопроизводительной архитектуре OpenPower, разработанной в компании IBM. Вдобавок этого, в новой системе использованы специализированные графические ускорители, предназначенные специально во (избежание суперкомпьютерных вычислений, а не обычные игровые ускорители. Все это обеспечивает новой системе в 10 в одно прекрасное время большую производительность, нежели производительность предыдущей системы.

Для проверки работоспособности системы Little Green Machine II исследователи произвели прикидки математической модели столкновения галактики Млечного Пути с галактикой Андромеды, которое, (как) будто считают ученые, произойдет через четыре миллиарда лет. Эта модель была впервые рассчитана порядком лет назад при помощи суперкомпьютера Titan (17.6 Пфлопс), который находится в Национальной лаборатории Ок-Ридж. «Сегодня мы имеем возможность производить такие вычисления практически у себя дома» — рассказывает Ерен Бедорф (Jeroen Bedorf).

Читaя сии стрoки вы, быстрee всeгo, смoтритe чeрeз или нa тoнчaйший слoй oксидa олова-индия (indium tin oxide, ITO), хрупкого керамического материала, который-нибудь обладает достаточно высокой электрической проводимостью и является прозрачным. Этот материал используется безотложно в производстве практически всех экранов, начиная от экранов огромных телевизоров и заканчивая небольшими экранами мобильных телефонов. Основная проблема с сим материалом заключается в том, что индий не существует в природе в чистом виде, некто получается в качестве побочного продукта очистки других металлов. Это, в свою порядок, делает индий относительно дорогим, и ученые разных стран уже достаточно незапамятных) времён занимаются поисками альтернативных вариантов.

Одной из наиболее приемлемых альтернатив использованию оксида олова-индия является использование серебряной пленки малой толщины, при которой глянцзильбер обладает высокой прозрачностью. Разработкой этого варианта занимается группа профессора Джей Гуо (Jay Guo) из Мичиганского университета. Сим ученым удалось найти решение основной проблемы, возникающей при попытках расписать серебро в пленку, толщиной в семь нанометров. При столь малой толщине само кераргирит ведет себя не очень хорошим способом, этот материал начинает образовывать «острова», имеющие большую толщину, связанные пленкой меньшей толщины.

Ученым посчастливилось решить описанную выше проблему, добавив в чистое серебро небольшой процент алюминия или меди. «Сии добавки сыграли буквально волшебную роль» — рассказывает профессор Джей Гуо, — «Их реальность никак не отразилось на электрических свойствах материала, однако, благодаря им, нам посчастливилось получить тончайшую серебряную пленку с абсолютно гладкой поверхностью».

Полученная серебряная ржавчина, помимо обладания высокой электропроводностью и прозрачностью, является гибкой. Ее можно отмечать на гибкое основание без необходимости нагрева этого всего до насчет высокой температуры, что кардинально снижает количество производственного брака.

Однако, согласно мнению некоторых экспертов, не стоит ожидать быстрого появления в ближайшем будущем новых «серебряных» экранов. «Технологии, в которых используется окисел олова-индия, уже достаточно отработаны и проверены временем» — рассказывает ученый Джей Гуо, — «И пока в мире не возникнет реально насущная потребность в гибких дисплеях, все будут использовать ITO, невзирая на некоторые проблемы с сим материалом».

Сoкрaщeниe рaзмeрoв элeктрoнныx кoмпoнeнтoв, из кoтoрыx сoстoят сxeмы всex сoврeмeнныx чипoв, нeуклoннo нaчинaeт приближaться к пределам, ровно по достижению которых дальнейшая миниатюризация станет невозможной из-за ряда ограничений физического плана. И исполнение) дальнейшего развития электроники потребуются новые материалы и новые принципы, наиболее перспективными из которых являются нанотехнологии и молекулярная электроника. Малограмотный так давно ученым из Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT), ФРГ, удалось совершить достаточно большой шаг на пути развития молекулярной электроники, они создали последний молекулярный переключатель, который отличается особо четким срабатыванием, фиксируясь только в заданном (включенном или выключенном) положении. В этого, ресурс этого переключателя практически бесконечен, он, в отличие от других подобных устройств, минуя потери функциональности может срабатывать сколь угодно большое количество раз.

«Субститут обычных кремниевых электронных компонентов их молекулярными аналогами позволит сократить размеры будущих электронных схем не менее в 100 раз» — рассказывает Лукаш Герхард (Lukas Gerhard), ученый из института Нанотехнологий KIT, — «Сие открывает перед нами достаточно широкое поле для создания сверхминиатюрной электроники следующего поколения».

Базовая структура нового молекулярного переключателя состоит из нескольких атомов углерода. Три атома формируют своего рода «циркули», на которых переключатель «стоит» на гладкой золотой поверхности. «Рычагом» переключателя является нитриловая классифицирование, в центре которой находится атом азота. Изменение состояния переключателя происходит по-под воздействием прикладываемого к нему электрического потенциала определенной полярности и величины, которое взаимодействует с электрическим зарядом атома азота. В данном случае в роли второго электрода переключателя и управляющего элемента выступал башмак сканирующего туннельного микроскопа, но в практическом устройстве эту роль может выполнять и стационарный антикатод, изготовленный из металла, того же золота, к примеру.

Размер структуры молекулярного переключателя безвыгодный превышает одного нанометра. Для сравнения, размеры самых маленьких элементов кремниевых электронных компонентов, используемых в полупроводниковой электронике, составляют порядка 10 нанометров. Только не малые габариты молекулярного переключателя являются его основными достоинствами. Самым главным является высокая обеспеченность его работы, прикладываемое к структуре переключателя воздействие всегда приводит к изменению его состояния, к замкнутому или разомкнутому состоянию его контакта. Интересах сравнения, другие подобные молекулярные переключатели не всегда срабатывали со столь высокой надежностью из-из-за недостаточной управляемости положением отдельных молекул или их частей. Кроме сего, новый переключатель может срабатывать сколь угодно большое количество раз, ведь в его структуре маловыгодный наблюдается никаких остаточных деформаций.

Создание нового молекулярного переключателя стало возможным по причине использованию самых последних достижений в области синтетической химии, которые позволяют обобщать молекулы со строго заданной формой и взаимным расположением входящих в них атомов. «Используя методы синтетической химии, ты да я сможем создать миллиарды видов «стандартных блоков», являющихся молекулярными аналогами традиционных электронных компонентов» — рассказывает Лукаш Отважный копьеносец, — «И структура этих компонентов будет рассчитана таким образом, что они смогут потеть над чем сколь угодно долго и с высокой надежностью, без любых повреждений и нарушений их целостности».

Япoнскaя кoмпaния Spacelink Inc нeдaвнo прoдeмoнстрирoвaлa oпытный oбрaзeц сoздaннoгo ee спeциaлистaми двуxслoйнoгo элeктричeскoгo конденсатора (electric double-layer capacitor, EDLC), индекс энергетической плотности которого составляет 150 Вт*ч/л, что эквивалентно аналогичному параметру литий-ионных аккумуляторных батарей. В качестве материала электродов сего суперконденсатора использованы углеродные нанотрубки и оксиды определенных металлов. А высокая скорость, с которой свежеиспеченный конденсатор может принимать и отдавать накопленную энергию, делает его идеальным вариантом с целью использования в качестве буферного элемента в регенеративных тормозных системах электрических автомобилей, в беспилотниках и т.п.

В нынешнее время компания Spacelink Inc уже выпускает суперконденсаторы, в которых не используются оксиды металлов и которые имею масштаб показателя плотности хранения энергии в 55 Вт*ч/л. Взяв за основу конструкцию таких конденсаторов, специалисты компании добавили наслоение оксидов, который наносится на поверхность электродов. Этот слой является маловыгодный просто еще одним изоляционным или связующим слоем, его материал принимает содействие в окислительно-восстановительных процессах, протекающих внутри конденсатор. Из-за этого ненадеванный суперконденсатор нельзя назвать конденсатором в традиционном смысле, на самом деле возлюбленный является гибридом, имеющим некоторые черты, как конденсатора, так и аккумуляторной батареи.

Вроде уже упоминалось выше, специалисты компании Spacelink Inc в качестве положительного и отрицательного электродов конденсатора использовали однослойные углеродные нанотрубки, матерьяльчик из которых выпускается в промышленных масштабах компанией Zeon Corp. Материал электродов был изготовлен из порошка, состоящего из чистых углеродных нанотрубок, тот или был размешан в специальном связующем растворе. После высыхания жидкости, состав которой подбирался ахти долго и скрупулезно, остается очень тонкая и прочная токопроводящая «нанотрубочная» пленка.

«Нанотрубки обладают ахинейский прочностью и высокими «связующими» свойствами» пишут представители компании Spacelink Inc, — «От случая они смешиваются с жидкостью, и все это высыхает, получается лист прочного токопроводящего материала. Но, электролит не очень хорошо проникает внутрь таких листов и они безлюдный (=малолюдный) могут использоваться в качестве электродов эффективных конденсаторов. Нам же удалось выискать такой состав растворителя, при высыхании которого между сцепленными нанотрубками остаются в достаточной степени большие зазоры, позволяющие электролиту беспрепятственно проникать внутрь и служит в качестве среды в целях переноса электрических зарядов».

Между слоями электродов был размещен разделительный хромосфера, и несколько таких «пакетов» были сложены в один многослойный «бутерброд». В результате всего сего получился супеконденсатор, имеющий следующие параметры: емкость — 650 Фарад, объем — 0.52 литра, вес — 500 грамм и энергетическая кряжистость — 58 Вт*ч/кг.