Альтернативы транзисторам

Я пытаюсь придумать альтернативы транзисторам просто потому, что мне любопытно. Меня больше не волнуют усиливающие характеристики транзисторов, а их способность создавать логические элементы. Вот что у меня есть, может кто-нибудь добавить в мой список?

Вакуумные трубки: дух

Реле: нормально замкнутые реле - это все, что вам нужно для создания логических элементов. Нормально открытые реле также полезны.

Mag-amps: магнитные усилители могут использоваться для создания логических вентилей, аналогичных транзисторно-транзисторной логике.

Ферритовые тороиды: оказывается, они могут использоваться для выполнения логических операций, но их нельзя использовать совсем как обычные логические элементы. http://www.youtube.com/watch?v=nQXjm7ru--s

Только несколько образцов.
Много возможностей.

Реле: - потенциально очень работоспособны благодаря возможности иметь несколько контактов и переключающие контакты.

Логика ретрансляции - это очень хорошее введение

Релейный компьютер R500 - приятно говорить через

Видео - Эстафета Гарри Портера

(Вы прочитали это неправильно).

Видео - красиво сделай сам подходящее неуклюжее звучание реле компьютера

Перекрестный переключатель: двухмерный специализированный блок поворотных переключателей, известный как «поперечный переключатель», сформировал основу многих телефонных станций и может быть адаптирован для создания логического механизма общего назначения.

пример

Перекладина выключатель фото как искусство

Википедия - Перекладина

№ 5 (жива) система коммутации ригелей

Чрезмерно мрачное видео русского переключателя на работе

Шаг за шагом: еще один вариант реле - многопозиционный одномерный или двухмерный поворотный механический селектор. Одним из таких «компьютеров», основанных на этой технологии, была (является) «пошаговая» или «Strowger» телефонная станция.

Если вы никогда не видели / не слышали, как они работают, это будет сюрпризом. Если у вас есть, это будет пробежка по памяти. Распределительное устройство Western Electric Strowger в игре

Много таких

Википедия

Флюидика:

Использование потока жидкости без движущихся частей в реальных переключателях для выполнения логических и арифметических функций.

Википедия говорит:

• Fluidics, или Fluidic logic, - это использование жидкости для выполнения аналоговых или цифровых операций, аналогичных тем, которые выполняются с электроникой.

• Физическая основа флюидики - это пневматика и гидравлика, основанная на теоретической основе гидродинамики. Термин «текучая среда» обычно используется, когда устройства не имеют движущихся частей, поэтому обычные гидравлические компоненты, такие как гидравлические цилиндры и золотниковые клапаны, не рассматриваются и не называются текучими устройствами.

  В 1960-х годах применение жидкостей в сложных системах управления стало возможным благодаря введению жидкостного усилителя. Струя жидкости может отклоняться более слабой струей, ударяющей ее сбоку. Это обеспечивает нелинейное усиление , подобное транзистору, используемому в электронной цифровой логике. Он используется главным образом в средах, где электронная цифровая логика была бы ненадежной, как в системах, подверженных воздействию высоких уровней электромагнитных помех или ионизирующего излучения.

  Нанотехнология рассматривает флюидику как один из инструментов. В этой области такие эффекты, как силы раздела жидкость-твердое тело и жидкость-жидкость часто очень значительны. Флюидика также использовалась в военных целях.

__

Текущий усилитель (со страницы Википедии выше):

Британика говорит -

Микрофлюидная пузырьковая логика

Флюидика с использованием пузырьков

Они говорят:

Мы изобрели новое семейство логики, которое реализует универсальную логическую логику, бистабильность и множество других признаков, связанных с масштабируемым семейством логики, использующим несмешивающиеся жидкости в микрожидкостных геометриях. Пузырь в канале представляет собой немного. Но, в отличие от электроники, часть информации может нести химическую нагрузку, что позволяет нам одновременно манипулировать материалами и информацией. Эта парадигма связывает воедино химию и вычисления.

Мы описываем различные логические элементы И / ИЛИ / НЕ, демонстрирующие усиление, триггерный триггер с бистабильной однобитовой памятью, счетчики, каскадные схемы, такие как кольцевой генератор, пузырьковый синхронизатор и так далее. Семейство логики можно использовать для масштабируемого управления реакторами с сегментированным потоком (реакторы с каплями) без каких-либо внешних элементов управления. Технология платформы значительно упрощает проектирование крупномасштабных микрофлюидных систем "лаборатория на кристалле" с приложениями для высокопроизводительного скрининга, комбинаторики, интегрированной оптико-жидкостной технологии и технологий печати.

• Нелинейные взаимодействия пузырьков с помощью гидродинамических силовых полей используются для создания универсальных логических вентилей, работающих с низким числом Re в ньютоновских жидкостях. Микрофлюидная память

  Устройства с пузырьковой логикой могут каскадно образовывать многочисленные цифровые элементы схемы, такие как кольцевые генераторы, счетчики.

  Нелинейные жидкостные лестничные сети используются для синхронизации двух потоков пузырьков, тем самым исправляя любую ошибку синхронизации.

Онлайн бесплатная книга:

ПРЕДЫСТОРИЯ ЦИФРОВОГО КОМПЬЮТЕРА, ОТ РЕЛЕЙ К КОНЦЕПЦИИ ХРАНИЛИЩЕ ПРОГРАММ, 1935-1945

И более ... :-)

Я хотел бы снова упомянуть реле. Микроэлектромеханические (MEMS) реле могут стать серьезным конкурентом для транзисторов.

Если вы можете сделать их достаточно маленькими, они могут переключаться довольно быстро, конечно, достаточно быстро, чтобы заменить транзисторы во многих приложениях, таких как микроконтроллеры с низким энергопотреблением, где скорость не является приоритетом. Во-вторых, в отличие от транзисторов, они не имеют утечек, что делает их очень полезными для приложений со сверхнизким энергопотреблением.

Вы уже можете купить эти вещи как отдельные устройства, и однажды мы могли бы даже увидеть их интегрированными в схемы большего масштаба.

Обновить:

К сожалению, они были прекращены из-за низкого потребительского спроса, и нет запасных частей.

Графен

Вероятно, наиболее важной альтернативой транзистору в настоящее время является графен : изучен одноатомный слой атомов углерода с очень правильной решеткой с целью замены кремния.

В графене электроны движутся по законам, более сходным с оптикой, и их можно направлять по решетке по прямолинейным траекториям; кроме того, применяя электрические поля в разных областях решетки, можно отклониться от этих траекторий и, в конечном итоге, построить переключатели.

Теперь, когда технология кремниевых МОП приближается к физическому пределу, кажется, что графен даст нам новые возможности для улучшения.

Недостатком является то, что вы не можете сделать это дома (предположительно).

Квантовые вычисления

Это также рассматривается как эволюция компьютеров: квантовые вычисления используют свойство квантовых частиц находиться во всех возможных состояниях, пока не будет выполнено наблюдение. Таким образом, для исследователей, он сможет рассмотреть все возможные результаты операции одновременно.

Недостатки: вы не можете сделать это дома, и, честно говоря, я не думаю, что это реалистичная возможность. Но кто знает.

Дома

Если вы хотите сделать несколько переключений в домашних условиях, есть еще несколько альтернатив:

• Используйте проводимость воды и движущихся труб, чтобы создать переключатель;

• лазеры / светодиоды и сервоприводы зеркал / септ;

• оптроны;

• триаки (работа с АС);

Шестерни!

Бэббидж разработал свой механизм различий для численных расчетов, но вы можете создавать аналогичные механизмы, которые могут делать все, что угодно, при условии, что вы можете описать это в логике.

Sandia Labs использовала шестерни среди других механических функций для создания MEMS микро-блокировки . Не так быстро, как электроника, но на несколько порядков быстрее, чем классические механические зубчатые механизмы.

В этом нет ничего нового. 2100-летний греческий антикитера механизм представлял собой сложное взаимодействие шестеренок и был астрономическим компьютером.