Introducción a la Nanotecnología (artesanía de lo muy...

11/10/2011 © Pedro Gómez Vilda - DATSI - UPM 1

Introducción a la Nanotecnología(artesanía de lo muy pequeño)


Comparación entre los sistemas de cómputo naturales y artificiales


Tecnología de computadores


Comparación entre los sistemas de cómputo naturales y artificiales

Sistema Natural

Sistema Artific.

Tam. Elemento 20 μm 0,5 μm Tam. Sistema 1011 el. 20.106 el.Org. Espac. 3D 2D (7 niv.) Conectiv. > 4000 < 10 Compl. Funcional Σ, Δ, ∫, ∂ C, D Nº Op./sg. < 100/sg. 109 /sg Robustez Muy Alta Escasa

Algo más sobre la neurona


Tomado de:

Kandel, E. R.: Principles of Neural Science, McGraw-Hill, 2000.

Shepherd, G. M.:, The Synaptic Organization of the Brain, Oxford University Press, 2004


Galería de honores: John Bardeen

23/5/1908-

30/1/1991


Los pioneros del desarrollo tecnológico actual

John Bardeen, premio Nobel de Física en 1956

(Trt Bipolar) y 1972 (Superconductividad)


Los pioneros del desarrollo tecnológico actual

William Shockley, Walter Brattain y John Bardeen


El primer transistor: 1947


Uno de los primeros transistores comerciales (made in UK)

Emisor (In)Colector (In)Base (Ge)

Contactos (Al/Cu)

Soldaduras (Au)Soportes


El primer circuito integrado: 1958

Premios Nobel de Física Año 2000


El primer circuito integrado (de verdad)

Atribuído a R. Noyce y J. Hoerni en 1958. Patente de 1961

R. Noyce y G. Moore fundaron Intel en 1968

De verdad: por estar integrado en tecnología

planar: las conexiones son

en pistas de metal

No necesita soldaduras

Es un flip-flop con 4

transistores bipolares


1965: La ley de Moore

Moore, G. E., “Cramming more components onto integrated circuits”, Electronics, Volume 38, Number 8, April 19, 1965.

Cada 18 meses se dobla el número de dispositivos integrados por chip (Moore dixit)

Otra predicción de Moore


En el mismo trabajo de 1965 anticipó que los computadores (“handy home computers”) serían pequeños, domésticos, populares, y se venderían en las

grandes superficies junto a los cosméticos y los ¡artículos de mercería!


¿Se cumple la Ley de Moore?

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

1010

109

108

107

106

105

104

103

102

101

100

40048080

2G1G

80286

8086

i386i486

Pentium

4G

Pentium IIPentium III

Pentium 4Itanium

512M256M128M

64M

16M4M

1M256K

64K16K4K

1K Datos de 1965

Proyección para 1975

Progresión de las Memorias

Progresión de los Procesadores

Mejora en rendimiento relativo estructural (Hennessy-Patterson 2003)

Transistores por chip


Moore opinaba en 2004


¿Qué diablos es esto?


El primer computador eléctrico (1941)


Lugar donde se puede visitar: Munich



El primer ordenador: a relés


El starter


Panel de registros (8 bits)


Detalle del monumento al relé

Por cierto ¿qué c. es un relé?


The back yard


¿Para qué sirve este cachivache?


El ENIAC: Eckert & Mauchly 1945

Glen Beck (background) and Betty Snyder (foreground) program the ENIAC in BRL

building 328. (U.S. Army photo)

Intento previo

(1941): el Atanasoff-Berry, de tubos de vacío, no

programable


Más ENIAC

Programmers Betty Jean Jennings (left) and Fran Bilas (right) operate the ENIAC's main

control panel at the Moore School of Electrical Engineering. (U.S. Army photo from the archives of the ARL Technical Library)


Y más ENIAC

Irwin Goldstein (foreground) sets the switches on one of the ENIAC's function tables at the Moore School of Electrical

Engineering. (U.S. Army photo)


Y un poco más de ENIAC

Detail of the back of a section of ENIAC, showing vacuum tubes


La segunda generación utilizó válvulas de vacío


Parece que va a hacer cataclán


Una versión refinada de la película perforada: en realidad la idea es de H. Holerith


Esto fue un gran invento


Y no digamos esto: se podía almacenar 1MB


Aquí vamos entrando en harina…


Una oblea


La máquina de J. Cray (1981)

Quo Vadis Technologia?


Intel Core i7(4 núcleos): 731 millonesIntel Core 2 Duo:

410 millones

Tomado de Ros, F.: El sustrato físico de la computación artificial: del silicio a los bio-materiales, Escuela de Verano de la Red

Española de Neurociencias, Santa Cruz de La Palma, Junio de 2010

La clave está en hacerlo todo más pequeño


¿Cómo de pequeño?


¿Hasta dónde?


International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS)

Otras alternativas


http://en.wikipedia.org/wiki/Natural_computing

Conmutación Molecular, Nanotubos de Carbono


Estructuras construidas con virus


Angela Belcher

http://www.youtube.com/watch?v=SFW0TEFKCxk

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