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Des chercheurs américains construisent le transistor en graphène le plus rapide du monde
Est-ce l'avenir des circuits électroniques ?

Le , par Katleen Erna

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Le graphène pourrait faire disparaître les ventilateurs dans les ordinateurs, par ses propriétés de refroidissement autonome
Mise à jour du 05.04.2011 par Katleen


Il y a quelques mois, nous vous parlions déjà du graphène et des nombreuses possibilités qu'il offrait. Ce matériau, qui est aujourd'hui annoncé comme le successeur du silicone, fait à nouveau parler de lui, grâce à des propriétés "qui n'avaient jamais été constatées avant".

Des chercheurs de l'Université de l'Illinois affirment en effet que les ordinateurs embarquants ce type de puces pourraient fonctionner sans ventilateurs.

Ils affirment, suite à des tests réalisés à l'aide de la pointe d'un microscope atomique permettant des mesures de température à l'échelle du nanomètre, que les transistors en graphène se refroidissent bien plus vite que ceux en silicone, ce qui réduit la température des coeurs même lorsque de l'électricité circule à travers les composants.

"Dans le silicone, et dans la plupart des matériaux, la chaleur électronique dépasse largement l'auto-refroidissement. Cependant, nous avons constaté qu'avec les transistor en graphène, il y a des régions où le refroidissement thermoélectrique dépasse la chaleur générée, ce qui permet à ces puces de se refroidir elles-mêmes.", explique le professeur William King, responsable du projet.

Un point positif en plus, pour ce matériau qui a déjà le vent en poupe.

Dirons nous bientôt adieu à ces chers gourmands et bruyants ventilateurs ?

Source : Université de l'Illinois

Le graphène remplacera-t-il totalement le silicone ? Quand ?

Un ordinateur sans temps de démarrage bientôt possible ?
Grâce aux propriétés du graphène et du spin des électrons

Mise à jour du 19/10/2010 par Idelways

Le graphène, constituant assez « vulgaire » de la mine de crayon, a grandement gagné en noblesse et en notoriété depuis que des travaux sur ses propriétés ont été récompensés par le Prix Nobel 2010 de physique le mois dernier.

Une de ses applications possibles concerne les matériaux de l'informatique du future. Après les transistors ultra-rapides (lire ci-avant), un autre projet est en effet en cours d'études à l'Université de Californie de Riverside.

Il s'agit de « l'ordinateur à spin », qui permettrait aux PC et autres mobiles du futur de ne jamais avoir à perdre de temps au démarrage. Et pour cause, ils resteraient allumées en permanence. Et ce, sans — virtuellement — la moindre consommation d'électricité.

Les machines fondées sur cette technologie utilisent le spin des électrons comme moyen efficace de stockage et de traitement des données, produisant ainsi nettement moins de chaleur que les plus Green-IT des machines actuelles. Et donc moins consommatrice d'énergie.

Pour mémoire, le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, qui est caractéristique de la nature de la particule, au même titre que sa masse et sa charge électrique. Le spin de l'électron joue un rôle important dans le magnétisme. La manipulation des courants de spins dans des nano-circuits a conduit à un nouveau champ de recherche : la spintronique.

Les physiciens derrière cette idée d'application de la spintronique aux PC affirment pouvoir polariser un électron et lui donner la direction de spin souhaitée (positif ou négatif). Autrement dit, il est possible de leur faire stocker des 0 et des 1.

Comme la taille des électrons est extrêmement réduite, la quantité de mémoire qui peut être utilisée et traitée est considérable par rapport à l'électronique actuelle.

Le spin en tant que tel est une propriété quantique connue depuis presque un siècle. Sa manipulation en laboratoire n'est donc pas nouvelle.

La grande nouveautés de l'Université de Californie est d'utiliser le graphène, une feuille d'atomes de carbones disposés en forme de nid d'abeilles, comme un conducteur résistant, qui chauffe peu, pour canaliser les injections des directions des spins.

Le graphène serait parmi les meilleurs matériaux en termes de transport du spin à température ambiante, selon Roland Kawakami, professeur de physique et d'astronomie à Riverside.

Mais si le graphène semble idéal, deux challenges restent à relever.

Selon Kawakami, les électrodes ferromagnétiques qui injectent les états du spin à la feuille de graphène seraient inefficaces. Mais l'équipe serait en passe de réussir à résoudre cette limitation en insérant une couche isolante nanométrique entre l'électrode et la feuille de graphène, ce qui a permis une amélioration drastique des performances.

L’autre challenge encore à relever est le temps de vie des états de spin qui sont des milliers de fois plus courts que ce que la théorie prédisait. Or plus long est ce temps de vie, plus le nombre d'opérations de calculs pouvant être effectuées est grand.

Bref, le rêve de l'ordinateur quantique qui ne s'éteint jamais est certes en passe de devenir une réalité.

Mais il n'est pas encore tout à fait là..

Source : le site de l'Université de Californie à Riverside

Et vous ?

Pensez-vous que cette technologie a de l'avenir où vous semble-t-elle difficilement réaliste et trop futuriste ?

En collaboration avec Gordon Fowler

L'avenir des circuits électroniques est-elle dans le graphène ? Des chercheurs américains construisent le transistor en graphène le plus rapide du monde

Des chercheurs californiens pensent qu'une révolution se prépare dans le domaine des processeurs et des composants. Alors que la norme actuelle est de fabriquer ces puces en silicium, une équipe de l'UCLA (Université de Los Angeles) travaille à l'élaboration d'un transistor ultra rapide en graphène (une couche atomique composée d'atomes de carbone qui s'organisent en hexagones, et qui donne le graphite). Cette matière serait la base des circuits électroniques du futur, et permettront d'atteindre des vitesses de traitement largement supérieures à celles offertes par le silicium.

Les chercheurs et ingénieurs travaillant sur le projet ont utilisé un fil minuscule (à l'échelle du nano) pour parvenir à construire leur transistor en graphène, qui affiche des performances époustouflantes : des pointes de 300 gigahertz dans des composants avec une distance entre la source et le drain de 140 nanomètres.

C'est deux fois plus rapide que le meilleur transistor field-effect semiconducteur « metal-oxide » en silicium actuel (avec proportions similaires ; et équivalent à ceux fabriqués en indium phosphide ou en gallium arsenide (des semi-conducteurs au tarif très élevé).

La fabrication du transistor en graphène a été certes complexe, mais pas si compliquée que cela d'après ses concepteurs qui pensent qu'avec quelques « petites modifications », le processus de création devrait être stable assez rapidement. « Ce composant à le potentiel d'entrer dans la tranche du terahertz », ajoutent-ils.

La structure électronique du graphène (qui est un cristal) permet aux charges de s'y déplacer aisément, d'où la possibilité de créer des circuits bien plus rapides que ceux en silicium.

Plus d'explications, notamment techniques et très complexes, se trouvent sur le site source (en anglais) : The California NanoSystems Institute at UCLA

L'avenir des circuits électroniques est-elle dans le graphène ? Bye bye silicium ?

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Avatar de remooz
Membre régulier https://www.developpez.com
Le 05/04/2011 à 15:19
Silicium et pas silicone !

Bien pour un site qui a comme sous-titre : Club des professionnels de l'informatique
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Avatar de Bromure
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 05/04/2011 à 15:21
Silicone, lol

silicone, silicium, learn the difference, it could save your boobs.

oops, burned.
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Avatar de riete
Membre expérimenté https://www.developpez.com
Le 20/10/2010 à 9:05
Il ne s'agit pas juger encore une fois qu'elle est l'ethnie qui à l'intellect le plus développé ou non pour faire des découverte.

Je suis certain que nous sommes tous d'accord (ou presque ) pour dire que les capacités de découvrir, d'innover de révolutionner ne sont pas le propre d'une région du monde, mais le résultats d'un faisceau d'évènements qui concours à la puissance économique. Et ceci de façon cyclique.

Aujourd'hui c'est la Chine qui est sur le devant de la scène, hier l'US et le Japon, plus en avant l'Europe et il y a bien plus longtemps les Babylonien et les Egyptiens.

Le cycle continue et il continuera longtemps encore si nous ne faisons pas tous péter !!!

En conclusion, il faut accepter que la Chine soit puissante, le monde lui a donné les moyens de rattrapé son retard en quelques décénnies en lui fournissant les bases de sa technologie pour fabriquer à moindre coût.

On récolte toujours ce que l'on a semé !!! Cela pourrait être un proverbe Chinois
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Avatar de ddrmax
Membre habitué https://www.developpez.com
Le 16/09/2010 à 10:49
Bon s'ils pouvait déjà nous sortir des systèmes en 1/1/1/1 (Freq CPU= Freq FSB ou QPI = Freq Ram(en timings 1/1/1/1)= Freq Bus le tout avec une même largeur de bus,un core I3 a 2.2GHz metterait la paté a un core i7 dans la config que l'on connait maintenant (3.33 Ghz, QPI 6,4GTs,1333Mhz pour la ram avec timings (9/9/9/27) avec chaqu'un un bus de taille différente.

Le systeme en 1/1/1/1 avec un bus de largeur fixe partout c'est pour ceux qui se rappellent de la nostalgie des premiers 386 et inférieurs.

Car comme tout le monde sait, la puissance n'est rien sans la cohérence
(comme avoir une Logan avec un moteur de férrari et une boite de vitesse de tracteur).

Pour exemple: 386 DX a 33 Mhz, FSB 1:1 (33Mhz donc) avec de EDO a 33Mhz et le tout en 32 bits et le Vesa aussi a 33Mhz en 32 bits
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Avatar de riete
Membre expérimenté https://www.developpez.com
Le 17/09/2010 à 14:10
Question à 2 balles. Quelles techno utilisent-t-ils pour mesurer la vitesse de commutation du transistor ? vu qu'il n'existe pas d'appareils de mesure aussi rapide que ce transistor
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Avatar de Chauve souris
Membre émérite https://www.developpez.com
Le 17/09/2010 à 17:02
... c'est qu'on ne risque pas de trouver des ingénieurs français là dedans (ou bien alors ils auront émigré aux USA). Quand je pense que la Thomson, boîte d'état au personnel pléthorique (et en cherchant bien au milieu des fonctionnaires on trouve quelques ingénieurs et techniciens ) a été infichue de fabriquer des PC à l'époque des "clones" et "compatibles IBM" alors que quelques ingénieurs taïwanais sont à la base de tout ce que nous connaissons maintenant.

Autre chose non moins sûre : tant que les Windows liront leur BdR sur le disque et écriront leur brouillon dans leur fichier d'échange la super performance du CPU sera bien inutile (elle l'est déjà maintenant où je ne peux rien faire, avec un quadri-coeur, quand Windows copie des fichiers sur le réseau)
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Avatar de Kev91
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 14/09/2010 à 21:20
Bonne nouvelle,

Mais bon une forte puissance de calcul est inutile si le reste ne suit pas, que se soit l'OS (car je suppose que l'architecture sera diffèrente de celle rencontrer habituellement) qu'au niveau hardware si la carte mère n'est pas prévu pour mais est compatible le processeur sera naturellement bridé.

Donc bon faudrait déjà améliorer le reste des composants et voir ensuite ^^
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Avatar de Seb33300
Membre émérite https://www.developpez.com
Le 14/09/2010 à 21:35
Parce que à ce jour, il existe des processeurs qui sont bridés car aucune carte mère assez puissante n'existe ?

Je ne pense pas...
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Avatar de GCSX_
Membre confirmé https://www.developpez.com
Le 14/09/2010 à 22:38
Le reste suivra forcément : si le graphène peut servir à faire des CPU, ils en feront aussi des chipsets et de la mémoire.

Et j'imagine qu'ils commercialiseront d'abord de petite puces facile à fabriquer pour tester cette nouvelle technologie avant de ce lancer dans un investissement énorme pour faire un CPU.

Donc logiquement, on devrait avoir des CM et de la RAM à base de graphène avant d'avoir des CPU.

Mais de toute façon, il se passera encore quelques années avant de voir arriver les premières puces.
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Avatar de CIFQ_Drew
Membre averti https://www.developpez.com
Le 14/09/2010 à 22:39
Je crois que ce que Kev91 veut dire c'est que les bus de communication mémoire par exemple ou encore les transferts de données des disque dur ne sont pas à ses fréquences.

car je suppose que l'architecture sera diffèrente de celle rencontrer habituellement
Je ne crois pas que d'inventer un nouveau transistor signifie un changement d,architecture. Un transistor reste un transistor, tant mieux si le courant électrique va plus vite !

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