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东京热原网站 _韩国研制出三进制半导体!三星已完成验证,二进制要被取代?

2019-08-19 05:50:55


韩国研制出三进制半导体!三星已完成验证,二进制要被取代?


开发三元金属氧化物半导体的韩国科技团队

北京时间7月17日消息,韩国一个科研团队已成功在大尺寸晶圆上成功实现了一种更节能的三元金属氧化物半导体。

韩国蔚山科学技术大学电子和计算机工程系教授Kyung Rok Kim及其团队,成功开发了一种根据三进制逻辑系统而非现有二进制逻辑系统运行的半导体。这一研究的论文发表在《自然·电子学》上。

该科研团队表示,利用由0、1、2组成的三进制系统,减少了半导体需要处理的信息数量,提高信息处理速度,从而降低能耗。它还有助于进一步减小芯片尺寸。

例如,利用二进制表示128这个数,需要8“位”数据;利用三进制则只需要5“位”数据。

电流泄露是进一步减小芯片尺寸的一个主要障碍。在较小的空间内封装更多电路,会使隧道效应更严重,增加泄露的电流,也意味着设备会消耗更多电能。

Kyung Rok Kim表示,如果这一半导体技术商业化,这不但标志着芯片产业发生根本性转变,也将对人工智能、无人驾驶汽车、物联网、生物芯片和机器人等严重依赖半导体的产业产生积极影响。

自2017年9月以来,三星一直通过三星科学和技术基金会资助Kyung Rok Kim的研究。三星科学和技术基金会对有前景的科技项目提供支持。

三星已经在芯片代工业务部门验证这一技术。

三进制科普

三进制是以3为底数的进位制。

曾经被莫斯科大学科研人员用于计算机,在光子计算机研究领域也有涉及。

对称三进制能比二进制更方便的表示所有整数。

三进制是“逢三进一,退一还三”的进制。

三进制数码包括“0,1和2。”电信号(—1)、0、1。

三进制数位小数点前从右往左依次是1位,3位,9位,27位,81位,243位……

三进制数位小数点后从左往右依次是3分位,9分位,27分位,81分位……

写时注意应打括号,加下标的3,如(1201)3。读作一二零一,不能读成一千二百零一,这是因为它们对应于27位,9位,3位和1位,不是千百十个位!

三进制数是以下问题的答案:

允许在天平两端放置砝码,问N个砝码如何才能称出最多的整克物体?

答案:1.一个砝码取1克,只能称1克。

2.二个砝码取1克,3克

右盘3,左盘1。称2克

右盘3。称3克

右盘1,3。称4克

3.三个砝码取1克,3克,9克

右盘9,左盘1,3。称5克

右盘9,左盘3。称6克

右盘9,1,左盘3。称7克

右盘9,左盘1。称8克

右盘9。称9克

右盘9,1。称10克

右盘9,3,左盘1。称11克

右盘9,3。称12克

右盘9,3,1。称13克

4.四个砝码取1克,3克,9克,27克。

............

其中的1,3,9,27,81等都是三进制数的数位。

三进制一般有两种表示形式:

一种是以0,1,2为基本字符的表示形式。例如,365在这种表示形式中的写法是111112。

一种是以-1,0,1为基本字符的表现形式。例如,365在这种表示形式中的写法是1FFFFFF(我们用F表示-1)。这种表示法也被称作对称三进制或平衡三进制。

区别

整数的三进制表示法不如二进制那样冗长,但仍然比十进制要长。例如,365在二进制中的写法是101101101(9个数字),在三进制中的写法是111112(6个数字)。

在三进制中表示三分之一是很方便的,不像在十进制中,需要用无限小数来表示。但是,二分之一、四分之一之类的分数在三进制中都是无限小数,这是因为2不是3的因子。

比较

1.对称三进制采用-1,0,1作为基本字符,而普通三进制采用0,1,2作为基本字符。

2.对称三进制不需要符号位就能表示负数,而普通三进制需要符号位才能表示负数。

3.对称三进制乘法比较简单,移位、取非、相加就可以完成,便于处理;普通三进制,处理起来比较麻烦。

4.对称三进制在表示自然数的时候,比普通二进制要长。

5.对称三进制在表示0.5〈10〉~1〈10〉之间的数的时候,整数部分为1,不直观;普通三进制没有这种现象。

补充一些关于三进制计算机门电路的资料:

三进制计算机不需要单独引一个负压源,只需要vcc和gnd就可以,也可以理解为是vcc和-vcc。同样,逻辑电平理解为(-1,0,1)和(0,1,2)也并无什么区别。

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这个是三进制的cmos与门和与非门,相比二进制的非门和与非门,只不过多了两个电阻。

(2,1,0)分别表示高中低三个电平。

三进制计算机的vtn和vtp阈值是不同的,当输入为中电平1时,三进制非门的nmos和pmos同时处于导通状态,此时输出的电平是2*R/2R,也就是中电平。同样,按照这个原理,四进制五进制,也是有可能的。(我怎么闻到了浓浓的d/a转换器的味道)

不过考虑这种情况下到vcc较高,mos管存在有两个同时导通的情况,个人感觉三进制其实是比二进制更耗能的。不过鉴于苏联时期那台计算机很早,并不是cmos门,是不是比同时期二进制计算机更耗能就不好说了。

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再付一张三进制的全加器真值表,要是计算机用的都是三进制,估计数电那门课难度真是要稍微涨一些了。