Зри в атом
Можно ли назвать свободным компьютер, в котором свободен софт и несвободно «железо»? Нет, конечно.
Но при понимании размеров и количества современных транзисторов и прочих элементов на кристалле полупроводника хакеры скисают - кажется, что атомный уровень любителям недоступен. А зря. Потому, что шанс на свободные любительские чипы всё-таки есть и даёт его нам как минимум атомный силовой микроскоп (АСМ).
Это такой микроскоп, который сканирует поверхность с помощью иголки, но может не только сканировать, но и захватывать и перемещать атомы.
Работы в этом направлении уже ведутся фирмами: например, IBM пытается сделать на его основе оперативную энергонезависимую память.
Принцип работы АСМ довольно прост, вопрос только реализации, которая должна быть весьма изящной. Но даже в научном дорогом и полнофункциональном варианте это довольно компактное изделие - не больше МФУ.
Задача любителей состоит в создании более простого, предельно дешёвого и компактного свободного варианта этого микроскопа, который бы умел делать только одно: свободные чипы. Наверняка возможно упрощение, если сократить сферы применения до одной. При этом, однако, нужно учитывать и оптические с квантовыми технологии, хотя они и смежные.
Первый атомно-силовой микроскоп в музее Лондона. Даже неспециалисты могут заметить то, что его конструкция намного проще электронных микроскопов, устройство может поместиться на ладони. Фото: John Dalton / Wikipedia
Не обязательно любительский АСМ должен сразу дать поатомное разрешение - любой вариант полупроводниковой структуры, хотя бы в тысячу раз лучшей, чем у «Кристадина» будет практически востребован. Но к поатомной стремиться надо. Никто не мешает создать кристалл размерами с компакт-диск или винил, например. АСМ даст возможность создания трёхмерной структуры транзисторов - так что кристалл может расти и вверх - не хуже, чем у трёхмерных принтеров. Дискретные компоненты тоже не исключаются.
Также АСМ можно применять для выявления и уничтожения недокументированных возможностей в уже выпущенных проприетарных изделиях. Выявленные «закладки» и найденные способы борьбы с ними - публиковать.
Не обязательно это должен быть и АСМ - может можно придумать и что-то ещё, что позволит пробраться к атомам. Ведь АСМ, ввиду только одной иглы, выглядит малопроизводительным решением.
Обращение внимания любителей на АСМ может дать ещё один эффект - предложение более дешёвых АСМ промышленниками - ведь массовость спроса обеспечивает обычно снижение себестоимости. В этом аспекте неплохо вообще поднимать в обществе тему АСМ: кому-то его может не хватает уже сейчас для какой-то его промышленной деятельности, но про само существование АСМ он не знает, а кто-то может купить такой микроскоп своему ребёнку просто в качестве модной игрушки (нанотехнологии всё-таки).
При разработке свободного любительского АСМ нужно стараться закладывать возможность использования его исполнительной части в качестве насадки для более грубых устройств, например, 2D-3D принтеров, манипуляторов роботов. Только тогда будет возможность создания тонких структур на произвольных поверхностях, например, создание матриц дисплеев.
Сложно согласиться со Столлманом, что начинать нужно с побочных направлений десятилетиями - начинать нужно сразу и с главного, с основ. А основа цифровой электроники - кристалл микросхемы. От возможностей и параметров создания свободных чипов зависит и возможности, архитектура и программная модель компьютера.
Насчёт важности в плане свободности печатных плат и прочих злектромеханических и электромагнитных изделий - пожалуй преувеличение. Настоящим барьером является чип и только чип.
Откуда брать сырьё для АСМ? На это ответит конструкция АСМ. Может это будут какие-то пластинки-порошки-жидкости-газы особо чистых полупроводниковых/оптических материалов промышленного выпуска, возможно использовать для переработки морально устаревшие чипы, но может реальны и более грубые, природные источники. Например, обычные камни, если микроскоп будет способен понять и разделить их состав.
Трёхмерные принтеры очень забавное направление, но самое интригующее их возможное использование - печать живых органов (биопринтеры). В плане же «домашнего завода» наблюдаемые на картинках и видео многочисленные модели несколько не обкатаны что ли, да и по сырью, вероятно, дороги. Не хватает работы с металлом, деревом, стеклом и универсализма использования. Но эти вещи действительно разовьются постепенно обычным путём. Скорее всего завершённый вид этого интересного направления будет сильно отличаться от текущего и в программном и в аппаратном плане. Ну и управляются они теми же чипами. До чипов не может быть полного самовоспроизводства трёхмерных принтеров.
В начале двадцатого века борьба шла за один транзистор - в начале нынешнего - за один атом.
Найдутся ли в XXI веке люди, которые поднимут упавшее знамя товарища Лосева?
Но при понимании размеров и количества современных транзисторов и прочих элементов на кристалле полупроводника хакеры скисают - кажется, что атомный уровень любителям недоступен. А зря. Потому, что шанс на свободные любительские чипы всё-таки есть и даёт его нам как минимум атомный силовой микроскоп (АСМ).
Это такой микроскоп, который сканирует поверхность с помощью иголки, но может не только сканировать, но и захватывать и перемещать атомы.
Работы в этом направлении уже ведутся фирмами: например, IBM пытается сделать на его основе оперативную энергонезависимую память.
Принцип работы АСМ довольно прост, вопрос только реализации, которая должна быть весьма изящной. Но даже в научном дорогом и полнофункциональном варианте это довольно компактное изделие - не больше МФУ.
Задача любителей состоит в создании более простого, предельно дешёвого и компактного свободного варианта этого микроскопа, который бы умел делать только одно: свободные чипы. Наверняка возможно упрощение, если сократить сферы применения до одной. При этом, однако, нужно учитывать и оптические с квантовыми технологии, хотя они и смежные.
Первый атомно-силовой микроскоп в музее Лондона. Даже неспециалисты могут заметить то, что его конструкция намного проще электронных микроскопов, устройство может поместиться на ладони. Фото: John Dalton / Wikipedia
Не обязательно любительский АСМ должен сразу дать поатомное разрешение - любой вариант полупроводниковой структуры, хотя бы в тысячу раз лучшей, чем у «Кристадина» будет практически востребован. Но к поатомной стремиться надо. Никто не мешает создать кристалл размерами с компакт-диск или винил, например. АСМ даст возможность создания трёхмерной структуры транзисторов - так что кристалл может расти и вверх - не хуже, чем у трёхмерных принтеров. Дискретные компоненты тоже не исключаются.
Также АСМ можно применять для выявления и уничтожения недокументированных возможностей в уже выпущенных проприетарных изделиях. Выявленные «закладки» и найденные способы борьбы с ними - публиковать.
Не обязательно это должен быть и АСМ - может можно придумать и что-то ещё, что позволит пробраться к атомам. Ведь АСМ, ввиду только одной иглы, выглядит малопроизводительным решением.
Обращение внимания любителей на АСМ может дать ещё один эффект - предложение более дешёвых АСМ промышленниками - ведь массовость спроса обеспечивает обычно снижение себестоимости. В этом аспекте неплохо вообще поднимать в обществе тему АСМ: кому-то его может не хватает уже сейчас для какой-то его промышленной деятельности, но про само существование АСМ он не знает, а кто-то может купить такой микроскоп своему ребёнку просто в качестве модной игрушки (нанотехнологии всё-таки).
При разработке свободного любительского АСМ нужно стараться закладывать возможность использования его исполнительной части в качестве насадки для более грубых устройств, например, 2D-3D принтеров, манипуляторов роботов. Только тогда будет возможность создания тонких структур на произвольных поверхностях, например, создание матриц дисплеев.
Сложно согласиться со Столлманом, что начинать нужно с побочных направлений десятилетиями - начинать нужно сразу и с главного, с основ. А основа цифровой электроники - кристалл микросхемы. От возможностей и параметров создания свободных чипов зависит и возможности, архитектура и программная модель компьютера.
Насчёт важности в плане свободности печатных плат и прочих злектромеханических и электромагнитных изделий - пожалуй преувеличение. Настоящим барьером является чип и только чип.
Откуда брать сырьё для АСМ? На это ответит конструкция АСМ. Может это будут какие-то пластинки-порошки-жидкости-газы особо чистых полупроводниковых/оптических материалов промышленного выпуска, возможно использовать для переработки морально устаревшие чипы, но может реальны и более грубые, природные источники. Например, обычные камни, если микроскоп будет способен понять и разделить их состав.
Трёхмерные принтеры очень забавное направление, но самое интригующее их возможное использование - печать живых органов (биопринтеры). В плане же «домашнего завода» наблюдаемые на картинках и видео многочисленные модели несколько не обкатаны что ли, да и по сырью, вероятно, дороги. Не хватает работы с металлом, деревом, стеклом и универсализма использования. Но эти вещи действительно разовьются постепенно обычным путём. Скорее всего завершённый вид этого интересного направления будет сильно отличаться от текущего и в программном и в аппаратном плане. Ну и управляются они теми же чипами. До чипов не может быть полного самовоспроизводства трёхмерных принтеров.
В начале двадцатого века борьба шла за один транзистор - в начале нынешнего - за один атом.
Найдутся ли в XXI веке люди, которые поднимут упавшее знамя товарища Лосева?