MIPS: 178 Transistoren aus Kohlenstoff-Nanoröhren

Wissenschaftler der Stanford-Universität haben aus Kohlenstoff-Nanoröhren einen lauffähigen Prozessor mit 178 Transistoren erschaffen. Der Chip nutzt die MIPS-Architektur und kann dank 20 Instruktionen einfache Aufgaben ausführen.

Artikel veröffentlicht am 26. September 2013, 15:50 Uhr, Marc Sauter

Der Nanoröhrchen-Prozessor kann sogar ein Betriebssystem ausführen. (Bild: Norbert von der Groeben/Stanford University)

An der Stanford-Universität ist es einer Gruppe von Wissenschaftlern gelungen, einen funktionierenden Prozessor mit 178 Transistoren auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren zu entwickeln, was ein "wichtiger wissenschaftlicher Durchbruch" sei. Die im englischen Sprachgebrauch als CNTs, also Carbon Nanotubes, bekannten Konstruktionen gelten als eine der Techniken, mit denen die Halbleiterindustrie auch künftig Moore's Law einhalten möchte, wenn die bisher genutzten siliziumbasierten Verfahren am Ende sind.

Der Prozessor der Stanford-Ingenieure arbeitet laut einem Artikel in der Nature-Fachzeitschrift auf Basis der MIPS-Architektur und beherrscht 20 Instruktionen. Die Verwendung dieser RISC-Technik verwundert nicht, hat doch der Stanford-Professor John L. Hennessy die Architektur einst mitentwickelt. Durch die vorhandenen Instruktionen ist der Chip in der Lage, ein multitaskingtaugliches, wenngleich simples Betriebssystem zu starten sowie Funktionen wie Hochzählen und das Sortieren von Zahlen parallel auszuführen. Laut den Wissenschaftlern ist der Prozessor damit das bisher komplexeste Kohlenstoff-Nanoröhren-System. Die Fertigung erfolgte an der Universität, weswegen "nur" 178 CNT-Transistoren verbaut sind.

Dennoch ist es den Stanford-Ingenieuren gelungen, die prinzipiellen Schwierigkeiten der Kohlenstoff-Nanoröhren-Technik zu meistern: Sie konnten die metallischen Eigenschaften der CNTs durch Verdampfen eliminieren, womit nur noch die halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhren übrig blieben. Durch einen speziellen Algorithmus wurden diese unabhängig von ihrer Ausrichtung verschaltet - CNTs wachsen nicht kontrollierbar.