komput@si lihat situs sponsor
        ISSN 2086-5317 Jumat, 27 Mei 2022  
 
  LIPI
depan
database
database
artikel
kegiatan
situs
info
publikasi
e-data
buku
kontak
  Artikel-artikel populer :
» daftar artikel

Ilmuwan IBM Membangun Sirkuit Operasi Komputasi Terkecil Di Dunia
Vitri

SWARANET - Para periset IBM telah berhasil membangun danmengoperasikan sirkuit kerja komputer terkecil di dunia dengan menggunakanpendekatan baru yang inovatif dimana molekul individual bergerak di ataspermukaan atom, seperti jajaran domino yang jatuh secara bergiliran.Teknik "molekul bertingkat" yang baru ini memungkinkan ilmuwan IBM untukmembuat unsur-unsur digital-logic 260,000 lebih kecil dari yang digunakandalam chip semikonduktor yang paling maju saat ini.

Sirkuit-sirkuit ini dibuat dengan menciptaan pola molekul karbon monoksidayang presisi pada sebuah permukaan tembaga. Bergeraknya sebuah molekultunggal akan menyebabkan gerakan molekul yang bertingkat, seperti jatuhnyasebuah domino yang menyebabkan sederetan domino lainnya ikut jatuh secarabergiliran.

Para ilmuwan ini kemudian merancang dan menciptakanstruktur-struktur yang sangat kecil untuk mendemonstrasikan fungsi-fungsidigital-logic OR & AND dasar, penyimpanan dan pengambilan data, dansambungan yang diperlukan untuk saling-menghubungkannya sehingga menjadisirkuit komputasi yang dapat difungsikan.

Sirkuit ini menjadi sirkuit paling rumit yang pernah dibangun -- sebuah 12x 17 nanometer three-input sorter -- berukuran sangat kecil sehingga 190milyar buah dapat ditaruh di atas permukaan sebesar penghapus pensilberdiameter 7 mm. Sebuah nanometer sama dengan sepermilyar meter, kira-kirasepanjang 5 hingga 10 atom yang berjejer.

"Ini merupakan tonggak sejarah dalam upaya menciptakan sirkuit komputerberskala nano," ujar Andreas Heinrich, seorang ahli fisika di AlmadenResearch Center milik IBM di San Jose, California, dan salah seorang penulis artikel riset yang diterbitkan di edisi online Science Magazinehari ini, Science Express.

Deretan atom ini bukanlah cara yang baru untukmelaksanakan komputasi, namun ini juga merupakan kali yang pertama dimanasemua komponen yang dibutuhkan komputasi berskala nano dibangun,dihubungkan dan dibuat untuk berkomputasi. Hal jauh lebih kecil dari semuasikuit operasi yang telah dibangun hingga kini.

"Pendekatan jajaran molekul ini menunjukkan bagaimana kami mempelajari cara mengikat unsur-unsur struktur yang sangat kecil," tambah Don Eigler, sang IBM Fellow.

"Saya terkesan melihat cepatnya kemajuan kami dalam mewujudkan penemuan ke dalam perancangan dan pengoperasian sirkuit fungsional." Heinrich, Eiger dan rekan-rekan mereka, Christopher Lutz dan Jay Gupta,tengah melanjutkan penelitian mereka untuk menemukan sistem-sistemkomputasi berskala nanometer lainnya berdasarkan mekanisme jajaran.

Perincian Teknis Teori jajaran molekul yang diciptakan IBM dapat bekerja karena molekulkarbon monoksida dapat disusun pada permukaan tembaga dengan konfigurasimetastabil yang bertenaga besar sehingga dapat dibuat berjajar untukmembentuk konfigurasi bertenaga lebih kecil, seperti halnya jajaran dominoyang jatuh secara bergantian.

Metastabilitas ini tercipta karena adanyarepulsi yang lemah antara molekul-molekul karbon monoksida yang dijajarkandengan pola geometris.Kondisi demikian bisa dianalogikan seperti jika kita menderetkan bola tenisdalam karton telur. Karena bola tenis berukuran lebih besar daripada ukuranceruk pada karton tersebut, bola-bola ini saling berbenturan dan tidakdapat duduk dengan baik dalam ceruk tersebut, dibanding jika jarak antarbola-bola tersebut lebih jauh.

Jika kita meletakkan tiga bola tenis pada karton telur, maka bola-bolatersebut menjadi tidak stabil. Dari pengalaman ini, Heinrich dan Lutzmenemukan bahwa sekelompok molekul karbon monoksida yang disusun padapermukaan tembaga dengan pola yang menyerupai tanda pangkat sersan akan secara spontan tersusun kembali oleh gerakan molekul pusat yang mengarah keluar.

Kemudian molekul-molekul ini akan berupaya untuk menghubungkanpasangan-pasangan molekul tersebut sehingga susunan pola tersebut dapatmembentuk tanda pangkat sersan baru. Ini akan terus berlangsungbergantian sesuai dengan gerakan molekular.Komputasi dimungkinkan karena masing-masing jajaran mengandung satu bitinformasi.

Secara analogis, domino yang jatuh dapat dianggap sebagai sebuah"1" logis, dan domino yang tidak jatuh dianggap sebagai sebuah "0" logis.Dengan demikian, jajaran molekular yang "jatuh" dan "tidak jatuh" jugadapat dianggap sebagai "0" dan "1" logis.Operasi AND atau OR logis dan fitur-fitur lain yang dibutuhkan sirkuit yangrumit dapat tercipta dengan mendesain sebuah titik simpang dua jajaran.Heinrich dan Lutz mendesain susunan molekular yang bertindak sebagaicrossover (sehingga dua jalur jajaran dapat saling memotong) dan fanout(membelah satu jalur jajaran menjadi dua atau lebih).Jajaran-jajaran molekul ini kini disusun dengan memindahkan molekul satuper satu dengan menggunakan scanning tunneling microscope (STM) bersuhurendah dan bertekanan sangat tinggi. Untuk menyusun jajaran yang paling rumit akan memakan beberapa jam. Karena tidak terdapat mekanisme untuk menset-ulang, jajaran-jajaran molekul ini hanya dapat menjalankan satu kali kalkulasi.

Sementara jajaran awal ini mengandalkan gerakan sebuah molekul,Eiger beranggapan bahwa adalah mungkin untuk membuat jajaran berskalananometer dengan menggunakan interaksi dasar, seperti putaran elektron.Jajaran seperti ini juga dapat diset-ulang, sehingga kalkulasi dapatdilakukan berulang kali, seperti halnya sirkuit komputer biasa.

Fitur Jajaran Molekul Lainnya Meliputi:Energi: Sebuah aspek jajaran molekul yang menarik adalah konsumsi energinyayang sangat kecil. Three-input sorter diestimasikan akan mengkonsumsienergi sebesar 1 elektron-volt -- 100.000 kali lebih kecil dari sirkuitsemikonduktor.Suhu

Jajaran awal IBM diciptakan dan dioperasikan pada suhu 4 -10 derajatdibawah nol. Dalam makalah mereka, para ilmuwan tersebut menunjukkanbagaimana jajaran dapat beroperasi lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi.Konstruksi yang Presisi: Jajaran molekul IBM diciptakan dengan memposisikanmolekul karbon monoksida satu per satu, sebuah proses yang memakan banyakwaktu. Mekanisme jajaran lainnya tidak perlu dibangun

Sumber : Swara (28 Oktober 2002)

» kirim ke teman
» versi cetak
» berbagi ke Facebook
» berbagi ke Twitter
» markah halaman ini
revisi terakhir : 11 Juli 2004

 

PERHATIAN : komput@si berusaha memberikan informasi seakurat mungkin, namun tidak bisa menjamin tidak terjadi kesalahan baik disengaja maupun tidak. Segala akibat dari pemakaian sarana ini merupakan tanggung-jawab pemakai !
- sejak 1 Maret 2004 -
  Dikelola oleh TGJ LIPI Hak Cipta © 2000-2022 LIPI