مع تقدم التكنولوجيا وتحسنها، يزداد الزخم لجعل الأجهزة صغيرة بقدر الإمكان, نرى هذا في كل مكان حولنا، منذ تطور أجهزة الكمبيوتر الفائقة إلى أجهزة كمبيوتر صغيرة، ركز العالم على تقليل الحجم قدر الإمكان بهدف تحسين الكثافة وبالتالي الكفاءة.
ما هي الحوسبة النانوية؟
كما يوحي الاسم، تشير الحوسبة النانوية إلى عمليات الحوسبة والأجهزة الصغيرة حقًا (البادئة nano- تعني صغيرة جدًا). على وجه التحديد وفي العصر الذي نعيش فيه، يستخدم هذا المصطلح لوصف معالجة البيانات ومعالجتها وتمثيلها بواسطة أجهزة كمبيوتر أصغر من ميكرومتر؛ أجهزة الحوسبة النانوية مصنوعة من ترانزستورات أشباه الموصلات يبلغ طولها 100 نانومتر أو أقل.
دعونا نحلل هذا, بإمكاننا تقسيم مصطلح الحوسبة النانوية هذا إلى كلمتين: "nano" و "computing". الحوسبة هي استخدام الكمبيوتر (الأجهزة والبرامج) لمعالجة البيانات وتنفيذ العمليات الحسابية, نانو تأتي من كلمة نانومتر في هذه الحالة، ومثل السنتيمتر والمتر، فإن النانومتر هي وحدة قياس الطول وهي جزء من المليار من المتر.
ما مدى صغر النانومتر؟
دعونا نقوم بتوضيح بعض الأمثلة من العالم اليومي حتى نوضح وحدة القياس هذه:
- يبلغ سمك الورقة حوالي 100000 نانومتر.
- هناك 25400000 نانومتر في البوصة.
- يبلغ قطر ذرة الذهب الواحدة حوالي ثلث نانومتر.
- بالمقياس المقارن، إذا كان قطر الرخام يبلغ نانومترًا واحدًا، فسيكون قطر الأرض مترًا واحدًا.
- يبلغ قطر شعرة الإنسان 75000 نانومتر.
كما ترون، عندما نتحدث عن رقائق مصنوعة من ترانزستورات 3 نانومتر، فإننا نتحدث عمليا عن المقياس الذري.
تقنية النانو وأجهزة الكمبيوتر النانوية
تقنية النانو هي استخدام أشياء صغيرة للغاية، على المستوى الذري أو الجزيئي، لإنتاج الأنظمة والتركيبات والأجهزة. الكمبيوتر النانوي هو كمبيوتر به دوائر صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها إلا بمساعدة المجهر، أجهزتنا الحالية مصنوعة من أشباه موصلات يقل طولها عن مائة نانومتر، وتعمل أجهزة الكمبيوتر النانوية فعليًا عن طريق تخزين البيانات في نقاط كمومية أو تدور.
مثل معظم أجهزة الكمبيوتر، فإن أجهزة الكمبيوتر النانوية مصنوعة من رقائق والفرق الوحيد هو أنها أصغر بكثير من الرقائق الدقيقة التي اعتدنا عليها، رقائق الكمبيوتر مصنوعة من أشباه موصلات تسمى السيليكون، كما تعلمون جيدًا.
مع مرور السنين وتزايد السعي لإنشاء أجهزة أصغر، يتراكم المزيد والمزيد من الترانزستورات في السيليكون. تحتوي المعالجات الحديثة على مليارات الترانزستورات المترابطة بواسطة أسلاك نحاسية دقيقة ؛ يعمل كل من الترانزستورات كنوع من مفتاح التشغيل والإيقاف (يمثل الآحاد والأصفار للنظام الثنائي الذي يعتمد عليه تشغيل أجهزة الكمبيوتر)، وإرسال واستقبال ومعالجة المعلومات والتحكم في التيار من خلال الشريحة.
ما هي مزايا وعيوب الحوسبة النانوية؟
كما أوضحنا، تعني الحوسبة النانوية عمليات الحوسبة التي تنفذها الأجهزة والتي تقل أقدارها بين عشرة ومائة إلى أقل من 100 نانومتر, يعمل هذا التخفيض على زيادة وظائف الدائرة بشكل كبير حتى 10000 مرة، ويعني أيضًا أنه يمكن مضاعفة قوة الحوسبة للجهاز بما يصل إلى مليون. هذا يؤدي إلى استهلاك أقل للطاقة، وهذا هو السبب في أننا نتحدث عن كفاءة أعلى بكثير.
تعتبر أجهزة الكمبيوتر النانوية أيضًا أسرع بصورة ملحوظة من أجهزة الكمبيوتر الدقيقة الأخرى وبإستطاعتها إجراء عمليات حسابية لن يتمكن الآخرون من إجرائها. يعد صغر حجمها ميزة إضافية، حيث يمكن دمجها في أجهزة أصغر وأخف وزناً وأكثر قابلية للحمل. كما أنها تصبح محصنة ضد الضوضاء والاضطرابات الأخرى.
على الرغم من أن الحوسبة النانوية لها مزايا معينة، إلا أنها لا تخلو من العيوب, يعتبر تصنيع الأجهزة التي تقوم بالعمل على أساس تقنية النانو أمرًا معقدًا وأيضًا مكلفًا للغاية، نظرًا لأن تقليل حجم الأجهزة إلى المستوى المجهري يكون متطلب لمستوى من التقنية والخبرة لا يمكن تحقيقهما إلا باستثمارات بملايين الدولارات.
من الممكن أن تقوم الحوسبة النانوية بتشكيل تهديدًا لاقتصاد اليوم, أدى ظهور تقنية النانو، مثل العديد من التقنيات الجديدة الأخرى، إلى تغيير جوهري في العديد من المجالات الاقتصادية ؛ في البداية، ستكون أجهزة الكمبيوتر النانوية رفاهية باهظة الثمن ولا يمكن تحملها، ولكنها ستصبح مع مرور الوقت أكثر شيوعًا وشعبية, سيكون لهذا تأثير كبير على السوق لأن التقنيات والشركات التي لا تتكيف ستتخلف عن الركب، مما يتسبب في خسائر اقتصادية كبيرة.
قد تكون الطبيعة المجهرية للحوسبة النانوية أيضًا من العيوب، حيث لا يمكن اكتشافها تقريبًا, وهذا يعني أن أجهزة الكمبيوتر النانوية يمكن أن تؤدي إلى ظهور أجهزة تسجيل مجهرية، قادرة على تسجيل انتهاك خصوصية الأشخاص سرًا دون أي إمكانية للاكتشاف.
اترك تعليقا اذا كان لديك اي أستفسار ..