【技術】磁気を利用した画期的なマイクロチップ
1 ：未来科学へむちょりん記者φ ★：2006/02/15(水) 20:55:59 ID:???
トランジスターの代わりに磁気を利用した、画期的な新しい構造を持つチップの試作品が初めて作られた。
トランジスターを使用するマイクロチップが、ムーアの法則に沿った処理能力の増大もそろそろ限界点に
到達しようとするなか、インディアナ州にあるノートルダム大学の研究者チームが、
バイナリコードの1と0を処理できるナノスケールの磁気の「島」を利用したチップを作り上げた。
ノートルダム大学電子工学部のボルフガング・ポロッド教授とその研究チームは、
磁気パターン形成のプロセスを応用して、独立した磁区[強磁性体の原子の磁化方向が揃っている領域]の
配列を用いる新しいチップを作成した。島はそれぞれ磁場を保持するようになっている。
このチップには配線がないため、いずれはトランジスターを使ったチップよりも集積度と処理能力を
はるかに高められる可能性がある。消費電力が小さく、熱の発生も少ないことから、
将来はノートパソコンのような携帯型の機器が熱くなって困るということもなくなるかもしれない。
磁気チップを使用したコンピューターは、ほとんど一瞬のうちに起動する。また、
磁気チップのメモリは不揮発性で、停電があっても影響を受けないし、
装置の電源を切ってもデータが保持される。
磁気によって構成されたこのチップのアーキテクチャーは、短時間でプログラムし直すことができる。
この柔軟性のおかげで、ビデオゲームのプラットフォームから医療用の診断機器にいたるまで、
特殊な用途向けのハードウェアのメーカーが大いに活用するようになる可能性がある。
「ハードディスクのような記憶装置として、磁気パターンの有効性はずっと以前から知られている。
われわれの研究の独自性は、パターン形成の概念を実際の演算処理に適用したことにある」と、ポロッド教授は語る。
チップに使われているナノ磁石――大きさは約110ナノメートル――は情報を保存するだけでなく、
トランジスターの論理ゲートと同じ機能を持つように配列できる。
コンピューター技術の基本的な構成要素となるのがこうした論理ゲートで、
マイクロチップはこれを利用して絶え間なくバイナリコードを処理している。
たとえば、NANDゲートは、2つの入力がどちらも1のとき、0を出力する。
2つの入力のいずれかが0のときと、どちらも0のときは、1を出力する。
ポロッド教授とそのチームは、新しいチップにユニバーサル論理ゲート――NANDゲートと
NORゲートの組み合わせ――を持たせた。これら2つのゲートを組み合わせて使うと、
あらゆるコンピューター処理の基本となる演算を実行できる。
トランジスターを使わないこの風変わりな処理方法――量子セルオートマトン――は当初、
個々の電子を量子ドットとして用い、論理演算を実行させるためにマトリックス状のセルに配置していた。
しかしナノスケールの磁石のほうが、浮遊電荷の影響を受けず、加工しやすいため、
はるかに優れていることが判明した。
「この磁性体はニッケルと鉄の強磁性合金から作られる。強磁性合金の薄膜をシリコンの表面に蒸着させ、
電子ビーム転写リソグラフィーを使って島のパターンを形成した」と、ポロッド教授は説明する。
トランジスターを使用するマイクロチップが、ムーアの法則に沿った処理能力の増大もそろそろ限界点に
到達しようとするなか、インディアナ州にあるノートルダム大学の研究者チームが、
バイナリコードの1と0を処理できるナノスケールの磁気の「島」を利用したチップを作り上げた。
ノートルダム大学電子工学部のボルフガング・ポロッド教授とその研究チームは、
磁気パターン形成のプロセスを応用して、独立した磁区[強磁性体の原子の磁化方向が揃っている領域]の
配列を用いる新しいチップを作成した。島はそれぞれ磁場を保持するようになっている。
このチップには配線がないため、いずれはトランジスターを使ったチップよりも集積度と処理能力を
はるかに高められる可能性がある。消費電力が小さく、熱の発生も少ないことから、
将来はノートパソコンのような携帯型の機器が熱くなって困るということもなくなるかもしれない。
磁気チップを使用したコンピューターは、ほとんど一瞬のうちに起動する。また、
磁気チップのメモリは不揮発性で、停電があっても影響を受けないし、
装置の電源を切ってもデータが保持される。
磁気によって構成されたこのチップのアーキテクチャーは、短時間でプログラムし直すことができる。
この柔軟性のおかげで、ビデオゲームのプラットフォームから医療用の診断機器にいたるまで、
特殊な用途向けのハードウェアのメーカーが大いに活用するようになる可能性がある。
「ハードディスクのような記憶装置として、磁気パターンの有効性はずっと以前から知られている。
われわれの研究の独自性は、パターン形成の概念を実際の演算処理に適用したことにある」と、ポロッド教授は語る。
チップに使われているナノ磁石――大きさは約110ナノメートル――は情報を保存するだけでなく、
トランジスターの論理ゲートと同じ機能を持つように配列できる。
コンピューター技術の基本的な構成要素となるのがこうした論理ゲートで、
マイクロチップはこれを利用して絶え間なくバイナリコードを処理している。
たとえば、NANDゲートは、2つの入力がどちらも1のとき、0を出力する。
2つの入力のいずれかが0のときと、どちらも0のときは、1を出力する。
ポロッド教授とそのチームは、新しいチップにユニバーサル論理ゲート――NANDゲートと
NORゲートの組み合わせ――を持たせた。これら2つのゲートを組み合わせて使うと、
あらゆるコンピューター処理の基本となる演算を実行できる。
トランジスターを使わないこの風変わりな処理方法――量子セルオートマトン――は当初、
個々の電子を量子ドットとして用い、論理演算を実行させるためにマトリックス状のセルに配置していた。
しかしナノスケールの磁石のほうが、浮遊電荷の影響を受けず、加工しやすいため、
はるかに優れていることが判明した。
「この磁性体はニッケルと鉄の強磁性合金から作られる。強磁性合金の薄膜をシリコンの表面に蒸着させ、
電子ビーム転写リソグラフィーを使って島のパターンを形成した」と、ポロッド教授は説明する。
2 ：へむちょりん ◆VZxRKqtcqY ：2006/02/15(水) 20:56:26 ID:QjSk6VqR
論理演算は入力用の磁気量子セルにパルス磁界を与えることによって開始される。
パルス磁界によってセルの磁化方向が変わると、隣り合ったセル同士で静磁場の吸引・反発力が働いて
状態の「フリップ」が起こり、磁区の列全体にカスケード効果が生じる。
「出力を読み取るために、われわれは走査型プローブ顕微鏡を使用して、磁化の状態を推定した。
ゆくゆくは、できれば単に電流を流すだけで(入力と出力が)可能になるようにしたい」とポロッド教授。
MRAMと呼ばれる小さなチップに磁界を使って情報を保存する技術はすでに存在するが、
ポロッド教授たちの研究は、デジタル情報の保存だけでなく演算処理を可能にするチップを作成した最初の例だ。
ナノスケールの磁石を使ったチップの可能性は、5年前にロンドン大学で検討された。
ロンドン大学インペリアル・カレッジのラッセル・カウバーン教授(ナノテクノロジー)は
――同僚と共に――、磁界が互いに影響し合うことで磁石が情報を交換しうることを見出している。
カウバーン教授は、ノートルダム大学で達成された技術的な飛躍に勇気づけられている。
「この技術の本当に感嘆すべき点は、トランジスターを1つも使わないで、
すべてのブール関数を実行できることにある」と、カウバーン教授は言う。
また、この新しいチップにはいくつかの有用な特性があり、将来、宇宙空間に持っていく
ハードウェアに使用するには理想的かもしれない。「通常のDRAM をそのまま宇宙空間に持ち出す
ことはできない。宇宙の環境には耐えられないからだ。磁気技術は放射線の影響を受けにくく、
現在使われているチップを大幅に改善できるはずだ」と、カウバーン教授は期待している。
ｿｰｽ 2月15日17時42分
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20060215-00000002-wir-sci
MRAM解説ｻｲﾄ
http://www.infonet.co.jp/ueyama/ip/glossary/mram.html
http://www.nanoelectronics.jp/kaitai/mram/
関連スレ
【IT】次世代不揮発性磁気メモリ(MRAM)の大容量化技術 書き込み電流1/2以下、データ読み出し250nsec
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1103124619/l50
【技術】東芝とNEC、最大容量・最速のMRAMを開発
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1139363345/l50
パルス磁界によってセルの磁化方向が変わると、隣り合ったセル同士で静磁場の吸引・反発力が働いて
状態の「フリップ」が起こり、磁区の列全体にカスケード効果が生じる。
「出力を読み取るために、われわれは走査型プローブ顕微鏡を使用して、磁化の状態を推定した。
ゆくゆくは、できれば単に電流を流すだけで(入力と出力が)可能になるようにしたい」とポロッド教授。
MRAMと呼ばれる小さなチップに磁界を使って情報を保存する技術はすでに存在するが、
ポロッド教授たちの研究は、デジタル情報の保存だけでなく演算処理を可能にするチップを作成した最初の例だ。
ナノスケールの磁石を使ったチップの可能性は、5年前にロンドン大学で検討された。
ロンドン大学インペリアル・カレッジのラッセル・カウバーン教授(ナノテクノロジー)は
――同僚と共に――、磁界が互いに影響し合うことで磁石が情報を交換しうることを見出している。
カウバーン教授は、ノートルダム大学で達成された技術的な飛躍に勇気づけられている。
「この技術の本当に感嘆すべき点は、トランジスターを1つも使わないで、
すべてのブール関数を実行できることにある」と、カウバーン教授は言う。
また、この新しいチップにはいくつかの有用な特性があり、将来、宇宙空間に持っていく
ハードウェアに使用するには理想的かもしれない。「通常のDRAM をそのまま宇宙空間に持ち出す
ことはできない。宇宙の環境には耐えられないからだ。磁気技術は放射線の影響を受けにくく、
現在使われているチップを大幅に改善できるはずだ」と、カウバーン教授は期待している。
ｿｰｽ 2月15日17時42分
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20060215-00000002-wir-sci
MRAM解説ｻｲﾄ
http://www.infonet.co.jp/ueyama/ip/glossary/mram.html
http://www.nanoelectronics.jp/kaitai/mram/
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【IT】次世代不揮発性磁気メモリ(MRAM)の大容量化技術 書き込み電流1/2以下、データ読み出し250nsec
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1103124619/l50
【技術】東芝とNEC、最大容量・最速のMRAMを開発
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1139363345/l50
3 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 20:57:41 ID:Xgq/c8i2
ぽろっど
4 ：へむちょりん ◆VZxRKqtcqY ：2006/02/15(水) 20:58:32 ID:QjSk6VqR
5 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 21:00:50 ID:kWsPkvwZ
ミッターマイヤー乙
6 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 21:01:52 ID:USUXlOLq
ピップエレキバン？
ｶﾘﾕｼ!!これこそ ロボットのＡＩに成りうるチップ!
8 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 21:02:52 ID:u79FBb7b
MRAMて、何年前の技術？
はるか昔に聞いたようなｗ
で量産は１００年後ですか？
はるか昔に聞いたようなｗ
で量産は１００年後ですか？
9 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 21:09:05 ID:1PrIgl6X
集積率が上がるとデュアルコアＣＰＵが
４ｔｈコアや８ｔｈコアになっていくのかな？
４ｔｈコアや８ｔｈコアになっていくのかな？
10 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 21:12:54 ID:9FvcDXkP
磁場の中で使えるのかが気になるな
11 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 21:23:57 ID:u79FBb7b
昔 「磁気コアメモリ」というのがあったらしいね。
１枚で２５６ビットぐらい記憶できるという
１枚で２５６ビットぐらい記憶できるという
13 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 21:35:35 ID:vr8w1neK
ボスボロット
サイエンスでよんだが
磁気チップはかなり高速で動くらしい
磁気チップはかなり高速で動くらしい
磁気チップは次期の技術だな
なんちゃって
なんちゃって
16 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 21:46:52 ID:EB8zcBJY
>>15
( ´д)ﾋｿ(´д｀)ﾋｿ(д｀ )
( ´д)ﾋｿ(´д｀)ﾋｿ(д｀ )
17 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 21:47:34 ID:zCsmCpiS
>>15
・・・。
・・・。
>>15
(´艸｀)ﾌﾟﾌﾟ
(´艸｀)ﾌﾟﾌﾟ
>>15
こんな酷いの久しぶりに見たil||li(つω-`｡)il||li
こんな酷いの久しぶりに見たil||li(つω-`｡)il||li
>>15
言葉すら出ない
言葉すら出ない
21 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 22:03:08 ID:AzahYMtB
>>15
｡+.(ﾉ∀`)ｱﾁｬｰ.+
｡+.(ﾉ∀`)ｱﾁｬｰ.+
パラメトロンみたいなもの？
>>15
アッー！
アッー！
25 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 22:50:05 ID:HTUp10/p
>>14
こりか
【物理/IT】磁性ナノ構造のセルオートマトンを使った万能論理ゲート
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1137677808/
こりか
【物理/IT】磁性ナノ構造のセルオートマトンを使った万能論理ゲート
http://news18.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1137677808/
>>15
／ ＼
| ∧ ∧ |
| （_人_） | ウーン・・・
＼ ／ どっちにしようかな‥
／ ￣ヽ ｒ￣ ヽ
| ＿ノ .ｔ＿ |
＼ ノ
／ ＼
| ∧ ∧ |
| （_人_） | ￣ヽ やっぱ
＼ ／ ＿ノ アウアウ！！！
ｒ￣ ＼ ヽ
ｔ＿ ＼ ￣ヽ |
＼ ＿ノ ノ
／ ＼
| ∧ ∧ |
| （_人_） | ウーン・・・
＼ ／ どっちにしようかな‥
／ ￣ヽ ｒ￣ ヽ
| ＿ノ .ｔ＿ |
＼ ノ
／ ＼
| ∧ ∧ |
| （_人_） | ￣ヽ やっぱ
＼ ／ ＿ノ アウアウ！！！
ｒ￣ ＼ ヽ
ｔ＿ ＼ ￣ヽ |
＼ ＿ノ ノ
>>15の人気に嫉妬
29 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 23:17:27 ID:IEBZqo3B
まあ、次期の技術かは磁気に分かる。
30 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 23:33:02 ID:C7TLcYTL
アカデミックな内容を期待してこのスレを開いた俺が馬鹿だった。
絶望した。
絶望した。
31 ：名無しのひみつ：2006/02/15(水) 23:35:35 ID:HTUp10/p
磁気バブル？
33 ：名無しのひみつ：2006/02/16(木) 00:05:54 ID:z2I382ky
量子コンピュータとどっちが実用性があるんだろうか。
これ見て、バブルメモリーやコアメモリーを思い出したけど、結局普及しなかったよなあれ。
高速化しようとすると、周りの時期の影響やら何やらで精度が出ずに結局だめだった。
磁気って不安定だから使いにくいし、実用化は無理だろうな・・・
高速化しようとすると、周りの時期の影響やら何やらで精度が出ずに結局だめだった。
磁気って不安定だから使いにくいし、実用化は無理だろうな・・・
磁気ぬるぽ
36 ：名無しのひみつ：2006/02/16(木) 12:36:48 ID:NuMFI9Uj
>>33
単に量子の演算ができるノイマン式コンピュータだろ。
ノイマン型には、手順という順序建ての理屈にのっとって計算される手法だろ。
演算がのパーツが性能上がっただけであって。すべてを量子であらわす万能
ではないのは明らか。いまだに因数分解のような類似手法の目的以外に
応用の範囲を広げられないのがその証拠だろ。
言葉遊びだが、コンピュータという概念では限界は見えている。
理由は合理的な理屈を解く手法であり、
非合理を模索する概念ではないということ。
合理性を追求すれば、科学万能主義にたどり着くだけだなｗ
単に量子の演算ができるノイマン式コンピュータだろ。
ノイマン型には、手順という順序建ての理屈にのっとって計算される手法だろ。
演算がのパーツが性能上がっただけであって。すべてを量子であらわす万能
ではないのは明らか。いまだに因数分解のような類似手法の目的以外に
応用の範囲を広げられないのがその証拠だろ。
言葉遊びだが、コンピュータという概念では限界は見えている。
理由は合理的な理屈を解く手法であり、
非合理を模索する概念ではないということ。
合理性を追求すれば、科学万能主義にたどり着くだけだなｗ
37 ：名無しのひみつ：2006/02/16(木) 12:52:03 ID:FQbF6vB2
バブルメモリみたいなもん？
39 ：名無しのひみつ：2006/02/16(木) 13:29:39 ID:uck8peCo
>>15
磁気だけに直にできたりしてな。
磁気だけに直にできたりしてな。
風邪ひいたかな。磁気ニン飲んどこう。
42 ：名無しのひみつ：2006/02/17(金) 00:53:56 ID:yPAY39Jl
えーＤＲＡＭは宇宙に持っていけないの？
ショック…
ショック…
今、人工衛星に積んでるDRAMは、なんかでシールド？
それともエラー訂正や多重回路+多数決?
それともエラー訂正や多重回路+多数決?
FM-8ｷﾀ━━━ヽ(ヽ(ﾟヽ(ﾟ∀ヽ(ﾟ∀ﾟヽ(ﾟ∀ﾟ)ﾉﾟ∀ﾟ)ﾉ∀ﾟ)ﾉﾟ)ﾉ)ﾉ━━━!!!!
45 ：名無しのひみつ：2006/04/25(火) 03:18:20 ID:NFYyYEKi
ゎぁ━━.+ﾟヽ(･c_,･｡)ﾉ.+ﾟ━━ぃ!!
>>43
SRAMを使用。
SRAMを使用。
>>46
宇宙用にDRAM使っているよ。並みのDRAMじゃないけど。
最近有名なところでは はやぶさのデータレコーダーはDRAM。
DRAMなんで電源喪失でデータ失ったけど、それ以外についてはきちんと動作。
宇宙用でないDRAMも使えるのではという話も出ている。
http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/uchuu/gijiroku/h17/suishin02.htm
宇宙用にDRAM使っているよ。並みのDRAMじゃないけど。
最近有名なところでは はやぶさのデータレコーダーはDRAM。
DRAMなんで電源喪失でデータ失ったけど、それ以外についてはきちんと動作。
宇宙用でないDRAMも使えるのではという話も出ている。
http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/uchuu/gijiroku/h17/suishin02.htm