Funktionierender RISC-V-Prozessor aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen ist da

Die lange Zeit recht zäher Fortschritte in der Arbeit mit Kohlenstoff-basierter Elektronik scheinen vorbei zu sein. Forscher haben es geschafft, eine ganze Reihe von Problemen bei der Arbeit mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen zu bewältigen und konnten jetzt sogar einen vollständigen funktionierenden Prozessor aus dem Material demonstrieren. Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Graphen - zwei Erscheinungsformen des Kohlenstoffs, gelten in der Theorie schon länger als große Hoffnungsträger bei der Entwicklung einer völlig neuartigen Elektronik, mit der die zunehmenden Schwierigkeiten der klassischen Silizium-Technologie überwunden werden könnten. In der praktischen Arbeit mit den Materialien zeigten sich aber immer wieder auch große Hindernisse.

Grundsätzlich ließen sich die Nanotubes durchaus erzeugen - allerdings war es nur schwer sie dazu zu bringen, dort auf einem Substrat zu entstehen, wo sie gebraucht werden und sich zu nutzbaren Schaltungen anordnen können. Weiterhin ist es bei der Konstruktion von Schaltkreisen auch nötig, gezielt p- und n-Halbleiter platzieren zu können. Das geschieht beim Silizium durch Dotierungen. Die deutlich kleineren Nanoröhrchen ließen sich aber bisher nur schwer gezielt mit Fremdatomen spicken. Der RV16X-NANO

Viele wichtige Grundlagen

Diese und verschiedene andere Probleme konnten die Forscher von der Technologie-Universität MIT und dem Chipdesigner Analog Devices nun aber überwinden. Das Ergebnis ist der so genannte RV16X-NANO. Dabei handelt es sich um einen vollständigen Prozessor, der auf der RISC-V-Architektur basiert. Dieser arbeitet mit einem 32-Bit-Befehlssatz, die Arbeitsspeicher-Adressierung ist allerdings auf 16 Bit limitiert.

Der Prozessor als solches besteht aus 14.000 Transistoren. Das ist keine besonders große Zahl und der Chip ist auch weit davon entfernt, Performance-Rekorde aufzustellen. Er funktioniert allerdings so, wie man es erwartet. Und die Wissenschaftler konnten bereits ein einfaches "Hello World!"-Programm auf dem Chip laufen lassen. Die Arbeit dürfte aber aus verschiedenen Perspektiven richtungsweisend sein. Denn man hat es nicht nur geschafft, überhaupt Schaltkreise auf Nanoröhrchen-Basis zu konstruieren, sondern auch zukunftsweisende Designs zu entwerfen. So ist der ganze Chip bereits darauf ausgelegt, in einer 3D-Architektur gestaltet zu sein, während klassische Silizium-Chipstrukturen flächig in einen Layer geätzt werden.

Siehe auch: Verfahren zur industriellen Produktion von Graphen ist gefunden