В общем, всего существует четыре пути, которые приходят на вскидку. Первый менять проводимость температурой, при росте температуры у любого элемента сопротивление растёт, а при падении температуры, сопротивление падает. Использовать это достаточно сложно и нереально, потому что само управляющее устройство будет ещё сложнее микрочипа в сто раз. Второй способ, это изменение алотропной структуры металла, который происходит при сильном изменении давления или опять же температуры. В принципе, вещество способно менять свою алотропную структуру в малом объёме и очень быстро. Это вариант заставляющий призадуматься, потому что по логике, так можно обеспечить частоту в сотни килогерц. Третий вариант это опыт с поляризацией, поляризация материала заставляет его изменить сопротивление, но на каждый цикл срабатывания такого устройства, нужно много энергии, и это энергозатратно. Тем не менее, поляризация это тоже эффективный путь создания микрочипов, и скорость поляризации вещества может быть крайне велика. Самый простой и логичный путь четвёртый, вот его я и попробую реализовать, используя полупроводники, и токи двух уровней, впрочем, этот путь близок к поляризации по своей природе. Что если использовать токи включения и выключения проводимости полупроводника? Как известно полупроводник можно перевести сильным импульсом тока одного направления в проводящее состояние, и тогда ток малой силы, на котором работает сам компьютер, сможет течь по нему в любом направлении. А сильный импульс тока в другом направлении, выключает полупроводник, переводя его в непроводящее состояние. Таким образом, если сам микрочип будет работать на токе в 1,5вольта при 0,1ампера, то этот ток сможет спокойно течь через полупроводник, создавая работу. В случае если необходимо заблокировать течение тока, то мощный краткий импульс тока на 15вольт и 1ампер, в обратную сторону, сможет заблокировать полупроводник сильным током, создав в нём сильное сопротивление даже после выключения блокирующего тока. Так можно включать и выключать все части микропроцессора. И тогда сама работа процессора будет цикличной, первый такт будет блокировать все микрочипы переключатели, следующий такт будет разблокировать те из них, которые должны получить проводимость. Дальше идёт вычисление, дальше снова блокировка разблокировка. А управлять процедурой блокировки и разблокировки будет само реле от слабого такта. Таким образом, система за два цикла будет совершать одно действие по вычислению. То есть слабый такт через реле усиливающее ток, решает в каком порядке должно произойти переключение полупроводников, а сам процесс включения полупроводника либо его блокировки подчиняется моменту вычисления. Итак, я смогу отказаться от механических переключателей и заменить их на полупроводник. Значит, надо сделать микрочип на полупроводнике, и он будет работать быстрее всех.
Я вернулся к себе в лабораторию, сейчас снова был вечер, но я уже выспался и горел желанием провести эксперимент, мне срочно нужен был полупроводник. Я отправился в отдел химиков, нашёл там свинец и серу, я полагал, что более тяжёлый полупроводник больших энергий связи будет оптимален для работы моего нового процессора. Я забрал несколько сотен грамм свинца и серы, отправился в свою мастерскую, и с помощью электролиза провёл в инертном газе между серой и свинцом химическую реакцию. После чего изготовил пластинку полупроводника p-n типа, правильно расположив её внутри микрочипа. Потом потратил некоторое время на то, чтобы настроить всё оборудование, и запустил микрочип, имевший из-за отсутствия магнитов габариты по ребру 0,4см, то есть он был меньше любого другого моего ранее созданного устройства. Новый микрочип на полупроводнике сульфида серы работал необычайно быстро, даже в самом грубом варианте легко достигая скорости в 50 килогерц. При этом, устройство примерно в 200 раз превзошло по своей скорости, созданный мною ранее революционный микрочип.
Я думаю, я бы вышел и закурил, если бы я вообще курил, я знал, до конца моего конкурса ещё 28 дней. И у меня есть время оптимизировать систему и подобрать наилучший полупроводник. Я пошёл в библиотеку микроэлектроники и стал листать учебники, я знал, диоды и транзисторы изобрели уже довольно давно, и там широко используются полупроводники. Поработав с литературой, я отправился в химическую лабораторию и сгрёб оттуда целую кучу химических веществ, включая кремний и многие другие редкоземельные элементы. Я знал, для создания идеального полупроводника нужен сверхчистый кристаллический материал. На протяжении нескольких дней я не ел и спал по два часа в сутки, перебирая один полупроводник за другим, ища тот, который работает быстрее всех.
Лучшие результаты показали два наиболее дешёвых и распространённых вещества, это чистый кристаллический кремний и сульфид свинца. Ряд других полупроводников, такие как сульфат олова, фосфид цинка, продемонстрировали худшие качества. Наилучший и самый быстрый энергоэффективный полупроводник на основе сульфида свинца, оказалось, сложно получить и опасно хранить, потому что выяснилось, что он при контакте с воздухом со временем теряет свой химический состав и полупроводниковые свойства. Возможно, в будущем, я вернусь к сульфиду свинца PbS2 как лучшему полупроводнику для процессоров и микрочипов, когда культура труда и производства будут выше и не составит труда получать это вещество в инертном газе и хранить его. Тем более, что сера и свинец имеют большое количество электронов, а, следовательно, сохраняют свои полупроводниковые свойства под большим давлением, увеличивая скорость p-n перехода, в сравнении с кремнием в несколько раз. В итоге финальным вариантом вещества под микрочип стало два химических состава кремния, которые совмещались в двухслойную пластинку, создавая p-n переход. Доработка микрочипа этого типа, весьма небольшого размера позволила мне остановиться на скорости работы в 120килогерц. Эта скорость превысила все разумные пределы, но я понимал, скорость процессора может быть ещё выше. И, тем не менее, до конца моего конкурса оставалось ещё 27 дней, в связи с чем я решил, а чем чёрт не шутит? Не могу же я заниматься ничего не деланием в течение почти четырёх недель, и отменить конкурс тоже не могу, пусть все разобьют свои лбы, зато потом будут больше меня уважать, что тоже крайне важно.
Я пошёл в соседний корпус, где спали ребята, разбудил шесть девушек и объявил им, что они больше не участвуют в конкурсе, те повозмущались, обиделись, и я посадил их за работу. При этом, я строго настрого запретил им говорить кому-либо над чем они работают. Я понимал, мне в одиночку никогда не сделать достаточное количество микрочипов для создания первого полупроводникового компьютера.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
