Research Abstract



Interconnect-free parallel logic circuits in a single mechanical resonator

2011年2月15日 Nature Communications 2 : 198 doi: 10.1038/ncomms1201

これまでのコンピューターでは、論理処理が実行できる複雑な回路を構成するために、多くのトランジスター間の配線を必要としていた。これによりプロセッ サー内部で数十億個のトランジスターが物理的に相互接続され、その結果、集積度の制限や消費電力の増加、処理速度の低減などの問題が生じている。もし、複 雑なブール論理を単一の素子だけで実現し、素子間の配線が除去できれば、応用上きわめて魅力的な技術となりうる。本論文では、これを実現できる可能性を持 つ新しいアーキテクチャーを実証している。すなわち、複数の2値情報を異なる周波数の機械振動として表現し、これらを電気機械パラメトリック共振器により 新しい周波数の機械振動として混合することにより、AND、OR、XOR論理ゲートだけでなく多ビット論理回路の構築も可能とした。特筆すべきはその並列 性であり、この電気機械的手法では複数の論理ゲートあるいは多ビット論理回路を同時に実行することが可能であり、たった1つの機械的共振器により並列論理 プロセッサーを構成できる可能性を示している。

I. Mahboob, E. Flurin1, 西口克彦1, 藤原 聡1 & 山口浩司1

  1. NTT物性科学基礎研究所
In conventional computers, wiring between transistors is required to enable the execution of Boolean logic functions. This has resulted in processors in which billions of transistors are physically interconnected, which limits integration densities, gives rise to huge power consumption and restricts processing speeds. A method to eliminate wiring amongst transistors by condensing Boolean logic into a single active element is thus highly desirable. Here, we demonstrate a novel logic architecture using only a single electromechanical parametric resonator into which multiple channels of binary information are encoded as mechanical oscillations at different frequencies. The parametric resonator can mix these channels, resulting in new mechanical oscillation states that enable the construction of AND, OR and XOR logic gates as well as multibit logic circuits. Moreover, the mechanical logic gates and circuits can be executed simultaneously, giving rise to the prospect of a parallel logic processor in just a single mechanical resonator.