پيچيدگي محاسبات و معماري سيستم‌هاي نانويي                     
1/23/2014--متفرقه
 
 
 سيستم‌هاي محاسباتي مبتني بر فناوري نانو، نيازمند ابزارهاي دقيقي جهت ارزيابي defects و Fault-tolerant” به منظور بهبود بخشيدن به اعتبارشان در راستاي محاسبة فاكتورهاي مؤثر مي‌باشند. به عنوان مثال خودآرائي شيميايي ابزارهاي مولكولي فقط داراي حدهاي آماري مي‌باشند كه متضمن كاركرد تمام عيار ابزارهاي وابسته به آن نمي‌باشند.

 پژوهشگران مسأله قابليت اعتبار در محاسبات نانوئي را از زواياي گوناگون مورد بررسي قرار داده‌اند:

"افزونگي N پيمانه‌اي"، "تسهيم NAND"، "تجديد آرايش" "رمزنگاري كنترل خطا"، "‌شبكه‌هاي عصبي هوشمند" و ساير معماري‌هاي نوين محاسباتي.

همة اين روش‌هاي محاسباتي در كنترل خطا در حوزة معيني از ارزيابي خطا معتبرند. اما برا ي آن كه به قابليت اعتمادي بالاتر از %95 دسترسي پيدا كنيم نيازمند حل مسأله محاسبات در كلية سطوح: سطح ابزارها، سطح معماري سيستم و سطح كاربرد، مي‌باشيم.

به عنوان مثال در سطح ابزارها، پارامترهاي طراحي ابزارها مي‌بايستي لحاظ گردد تا قابليت اعتماد ابزار در« عملكردها» ودر« دورة زندگي» كافي، افزايش يابد.

در سال 1956، "جان فون نيومن" در كتاب مشهورش

Probabilistic Logics and the Synthesis of Reliable organisms from unreliable Components"

دربارة قابليت اعتماد به سيستم‌هاي محاسباتي مبتني بر مؤلفه‌هاي مستعد خطا، صحبت كرد. از آن تاريخ به بعد، اين ديدگاه در سيستم‌هاي محاسباتي اهميت يافت.

 دريچه هاي عمل كننده به عنوان ابزارهاي switching،‌ در اين دورة به عنوان عملگرهاي تكرار،‌ مورد استفاده واقع شدند. با ظهور ترانزيستورهاي سيليكوني و با افزايش و بهبودكارآئي صنعت نيم‌رساناها، اين امر اهميت كمتري پيدا كرد. البته محاسبه و ارزيابي خطا در سيستم‌هاي محاسباتي،به ويژه‌ براي مأموريت «سيستم‌هاي بحراني» همواره يك زمينة عمدة تحقيقاتي بوده است.

به هر حال ايده طراحي سيستم‌هاي با احتمال خطاي صفر، مطرح شده بود، كه، اخيراً پژوهشگران ايده استفاده از نانوتكنولوژي به عنوان المان‌هاي switching را مطرح كردند.

در صنايع حال حاضر نيم‌رساناها، بلافاصله بعد از ظهور ويفرهاي سليكوني، آزمايش‌ها آغاز شد و بخش‌هاي معيوب، مردود شد.بازدهي ساخت به وسيلة درصد بخش‌هاي بدون عيب اندازه‌گيري مي‌شود.

متأسفانه،‌ با ابزارهاي پايه سليكوني كه تا حد چندين نانومتر يا حتي با فناوري‌هاي نوتر (نظير لايه‌هاي مولكولي خودآرا، سلول‌هاي پايه نقطه كوانتومي يا سوئيچ‌هاي مبتني بر نانوتيوب) ساخته مي‌شوند احتمال خطا كاملاً بالا مي‌رود.

از اين رو حل مسألة خطا در ابزارهاي محاسباتي مبتني بر فناوري نانو، به عنوان يك اولويت قابل ملاحظه در طراحي مطرح است زيرا بازده ساخت سازه‌هاي نانوئي بر مبناي شاخص اعتبار، سنجيده مي‌شود.

مدل‌هاي محاسباتي غير كلاسيك و معماري آنها:

 

در ماوراء كاربرد فرم‌هاي اغلب كلاسيك، براي اندازه‌گيري تلرانس خطا، پژوهشگران جسوري در جستجوي ساخت راههائي براي اندازه‌گيري قابل اعتماد بودن سيستم‌هاي محاسباتي هستند. در اين قسمت به بررسي مدل‌هاي الهام گرفته شده از بيولوژي تا روش‌هاي جديد اندازه‌گيري تابع احتمال مي‌پردازيم:

 
شبكه‌هاي عصبي:
<<مقاله قبلی   مقاله بعدی>>
تكنيك‌هاي بهينه‌سازي در فضاي نانومحاسبات...   مرزهاي نانومحاسبات...