Marea majoritate a calculatoarelor fabricate si vindute in ziua de azi, indiferent de marime si cost, folosesc cam aceleasi tehnologii fundamentale: memorii DRAM, microprocesoare, hard-disc-uri, retele de interconectare (de exemplu, bus-ul intre procesor si memorii, dar si retelele locale). Am lasat deoparte dispozitivele de intrare-iesire care sunt ceva mai variate, dar care sunt mai putin esentiale pentru functia de calcul a masinii. Orice cercetator in domeniile ne-teoretice ale calculatoarelor trebuie sa tina cont de parametri acestor variate dispozitive (de exemplu, un procesor la ora actuala poate functiona la o frecventa a ceasului intern de pina 1500 de megahertzi) si de evolutia lor in viitorul apropiat (de exemplu, ne asteptam ca frecventa de ceas sa se dubleze la fiecare 18 luni).
Din cind in cind insa apar in arena jucatori noi, care nu respecta regulile jocului traditional. Acesti jucatori sunt noi tehnologii, care incearca sa ofere o solutie radical diferita unei probleme clasice. Despre o astfel de tehnologie va vorbi pe scurt si articolul de fata. In general, soarta unei tehnologii revolutionare este greu de anticipat; o multime de factori contribuie la succesul sau insuccesul sau. Una dintre cele mai mari bariere pe care o tehnologie noua trebuie sa le doboare este eficienta deosebita atinsa de tehnologiile traditionale.
De exemplu, in acest text voi prezenta o tehnologie care vrea sa suplineasca discurile dure (hard-disc) folosite in mod curent pentru stocarea informatiei. Insa aceste dispozitive sunt fabricate in cantitati astronomice, si ca atare beneficiaza de economii de scara: pretul unitar este mult mai redus daca se produc foarte multe unitati. Deoarece tehnologiile noi sunt adoptate lent, la inceput nu vor beneficia de o economie de scara; pentru a lupta cot-la-cot impotriva celor traditionale, nu este suficient sa fie la fel de bune: trebuie sa fie mult mai bune, sa ofere calitati suplimentare, pentru a fi adoptate incetul cu incetul, inainte de a deveni si foarte economice.
De aceea, chiar daca veti fi fascinati (cum si eu sunt) de calitatile dispozitivelor pe care le voi prezenta, asta nu inseamna ca de miine le veti putea cumpara din magazin: ele mai au o lupta foarte lunga de dus pina la a fi adoptate pe scara larga. la ora actuala ele sunt inca doar in laboratoarele de cercetare; cu toate ca se arata foarte promitatoare, nu e limpede daca vor izbindi in razboiul economic. Eu cred insa ca veti fi intrigati de combinatia lor de calitati suficient pentru a nu regreta ca ati citit acest articol.
Dispozitive micro-electro-mecanice (MEMS)
Dispozitivele micro-electro-mecanice sunt, asa cum arata si numele lor, rodul cercetarii interdisciplinare la granita a trei domenii diferite: mecanica fina (foarte, foarte fina), electronica si semiconductori.
Numele lor englezesc este ``Micro-electro-mechanical systems'', abreviat MEMS. Voi folosi in continuare aceasta prescurtare.
Aceste dispozitive contin mecanisme de dimensiuni de ordinul micronilor, capabile de miscari foarte precise. Adesea aceste mecanisme sunt actionate fie de forte electro-magnetice, fie de energie chimica, fie luminoasa. Pentru comparatie, un fir de par omenesc are o grosime de aproximativ 100 de microni. Dispozitivele MEMS sunt deci de zeci de ori mai mici decit grosimea unui fir de par!
Un fapt foarte interesant este ca tehnologia cea mai folosita pentru a fabrica mecanisme atit de mici este aceeasi ca cea folosita pentru construirea circuitelor integrate pe baza de siliciu. Asta inseamna ca metodologia este foarte bine inteleasa, si ca fabricatia este foarte eficienta. Circuitele integrate (deci si MEMS) sunt fabricate prin litografie, folosind lumina ultravioleta trecuta printr-o masca cu umbre pentru a grava semne pe o pilula minuscula de siliciu. Lumina actioneaza simultan asupra intregii suprafete, putind crea simultan obiecte foarte complicate.
Credeti ca e vorba de SF- Dimpotriva, MEMS sunt deja folosite pe scara larga in multe domenii, si vor deveni din ce in ce mai intilnite. Iata citeva exemple:
- Fiecare masina echipata cu air-bag foloseste accelerometre pentru a detecta momentul impactului (socul se traduce printr-o deceleratie foarte puternica). Aceste accelerometre sunt bazate pe dispozitive MEMS.
- Filmul Star-Wars, episodul I ``The Phantom Menace'' al lui George Lucas a inaugurat o noua epoca in cinematografie prin introducerea cinematografiei digitale. Imaginea este filmata cu camere digitale, care nu au filme procesate chimic, ci citesc imaginea pe dispozitive fotoelectrice si o stocheaza pe hard-disc-uri. Proiectia imaginii se face folosind proiectoare digitale, care reproduc pixelii individuali. Aceste proiectoare, foarte putine la numar deocamdata, costind cam o suta de mii de dolari fiecare, contin milioane de mici oglinzi care reflecta lumina spre ecran. Fiecare oglinda se misca de 24 de ori pe secunda (pentru fiecare cadru), fiind actionata de un dispozitiv MEMS.
- In urma cu citeva luni compania Lucent a anuntat primul ruter complet optic pentru retele de calculatoare1. Acest ruter nu mai transforma semnalul optic intr-unul electric pentru prelucrare si inapoi, ci foloseste oglinzi MEMS pentru a comuta direct semnalul optic.
- Exista motoare de dimensiunea a zeci microni, roboti articulati, pensete de citiva microni si tot felul de alte dispozitive miraculoase, ale caror aplicatii de la medicina la cele militare sunt nenumarate.
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
