Компьютерра - Журнал Компьютерра №728

Многообещающую статью опубликовали в Астрофизическом журнале ученые из Калифорнийского университета в Санта-Крузе. Авторы обещают уже в ближайшие пять лет отыскать пригодную для жизни планету у Альфы Центавра.

Свою уверенность ученые подкрепляют компьютерными расчетами нескольких вариантов эволюции протопланетного диска у похожей на наше солнце звезды B - одной из трех звезд системы Альфа Центавра, что расположена чуть далее, чем в четырех световых годах от Земли. Все варианты указывали на возможность образования каменистой планеты с массой около одной-двух масс Земли. Причем в сорока процентах случаев планета попадала в так называемую "обитаемую" зону вокруг звезды, где весьма вероятно наличие на планете воды, а значит, есть хорошие шансы для возникновения жизни.

Но этого, разумеется, мало. Из почти трех сотен уже открытых планет за пределами солнечной системы большинство - гиганты, подобные Юпитеру и Сатурну, и только одна из этих планет, в принципе, может иметь воду. Сравнительно небольшие планеты очень трудно обнаружить, поскольку почти все они вычисляются лишь косвенно - по влиянию на свою звезду. Но Альфа Центавра - близкая и яркая звездная система, которую удобно наблюдать из южного полушария. Однако по прикидкам ученых, даже с помощью современных телескопов для набора необходимой статистики потребуется около пяти лет непрерывных наблюдений, чтобы можно было с уверенностью сказать, есть ли планеты у Альфы Центавра.

Впрочем, многие специалисты относятся к этим оценкам скептически. Всевозможных спекуляций по поводу внеземных цивилизаций и так слишком много. Еще древнегреческий философ Фалес Милетский предполагал, что во вселенной много других планет, а современника Галилея астронома Джордано Бруно церковь сожгла именно за книгу, в которой утверждалось, что в бесконечной вселенной каждая звезда имеет планетную систему, населенную разумными существами. Но поскольку сегодня аутодафе астрофизикам не грозит, они уже приступили к наблюдениям за Альфой Центавра с помощью полутораметрового телескопа межамериканской обсерватории Cerro Tololo в Чили. ГА

Ученые в Корнелльском университете изготовили микромеханический резонатор на рекордно высокую частоту 4,5 ГГц. Новый резонатор может быть встроен в любой кремниевый чип и поможет удешевить многие электронные устройства за счет исключения внешних цепей задающего генератора.

Для многих электронных устройств очень важна высокая точность и стабильность рабочей частоты. Обычно для получения опорной частоты используют чип с резонатором, который представляет собой маленькую пластинку из кварца или другого пьезоэлектрического материала, помещенную между обкладками конденсатора. Геометрия пластинки определяет частоту ее механических колебаний, а связь с остальной электронной схемой возникает благодаря образованию зарядов на обкладках при деформациях пьезоэлектрика. Стабильность частоты и добротность таких резонаторов хоть и снижается на высоких частотах, все же на несколько порядков выше, чем у других электронных колебательных контуров.

Новый резонатор представляет собой кремниевый брусок 8,5х40х2,5 мкм, разбитый на части парой диэлектрических слоев из нитрида кремния толщиной всего 15 нм. Механические колебания в нем возбуждаются за счет электростатических сил, вызванных переменным напряжением на электродах. Колебания порождают в бруске стоячие ультразвуковые волны, похожие на звуковые колебания во флейте или органной трубе. Такие высокие частоты ученым удалось получить благодаря использованию твердого диэлектрика вместо обычного воздушного зазора, а снижения неизбежно возникающих при этом потерь удалось добиться за счет оптимального расположения слоев диэлектрика. Кроме того, в качестве резонансной используется девятая гармоника продольных колебаний бруска.

Добротность нового резонатора, характеризующая величину потерь и остроту резонансного пика, достигает десяти тысяч, что на этих частотах сравнимо с добротностью лучших кварцевых резонаторов. Корнелльцы считают, что частоту их резонаторов можно увеличить до десяти гигагерц, лишь слегка модернизировав существующую технологию изготовления. ГА

Специалисты корпорации IBM еще на шаг приблизились к созданию микрочипов, в которых традиционные медные проводники уступят место оптическим линиям связи. Ученые создали нанофотонный переключатель, способный обрабатывать до одного терабита данных в секунду.

IBM, как и вся отрасль, пытается найти способы увеличения количества ядер на кристалле. Современные технологии внутричиповых соединений висят веригами на ногах разработчиков. Дело в том, что при увеличении числа ядер резко возрастает тепловыделение, что приводит к перегреву чипа, да и обычные электрические проводники перестают справляться с возрастающей нагрузкой. Когда речь идет о двух-четырех ядрах, недостатки еще не столь заметны, но с переходом на процессоры с десятками ядер медные проводники станут "бутылочным горлышком", не позволяющим задействовать все возможности чипов.

Решение проблемы ученые видят в использовании оптических систем передачи данных. В упрощенном виде такая система будет состоять из модулятора, отвечающего за преобразование электрических импульсов в световые, линий связи и декодирующего устройства, необходимого для формирования электрических сигналов на основе световых импульсов. Все три компонента, в принципе, уже существуют.

Однако в многоядерной системе с оптическими внутричиповыми соединениями необходим и еще один компонент - крошечный "коммутатор", который будет регулировать движение потоков данных между ядрами. Именно такой переключатель и создан в IBM. В статье, опубликованной в журнале Nature Photonics, подчеркивается, что нанофотонный переключатель соответствует ряду критических требований. Во-первых, он компактен - на два порядка меньше сечения волоса, а во-вторых, способен обрабатывать данные со скоростью до 40 Гбит/с. При использовании же световых волн с различными длинами этот показатель и вовсе может достичь 1 Тбит/с! И наконец, в-третьих, нанофотонный коммутатор доказал свою работоспособность в реальных условиях.

По сравнению с медными оптические внутричиповые линии связи теоретически позволят добиться стократного увеличения пропускной способности при десятикратном снижении потребляемой энергии. И хотя все ключевые элементы таких систем, в общем-то, уже разработаны, увидеть массовые процессоры с оптическими коммутирующими линиями можно будет в лучшем случае в следующем десятилетии. ВГ