Техника - молодёжи 1989-06, страница 28

ное увлечение транзисторами, некоторые конструкторы снова проявили интерес к криогенной электронике. И одними из первых теоретическую модель сверхпроводящей ЭВМ (р и с. 8) разработали опять-таки специалисты фирмы ИБМ. Арифметико-логическое и запоминающее устройства этой ЭВМ расположены в корпусе объемом всего 4 л. ЭВМ в состоянии производить 70 млн. операций в секунду, причем потребляемая ею мощность — 7 Вт, как у переносного приемника. Это впечатлящие характеристики. Таких нет ни у одного современного компьютера.

Однако... сам компьютер находится внутри резервуара с жидким гелием объемом 70 л, который, в свою очередь, размещен в криоста-те объемом 460 л.

С внешним миром — устройствами ввода-вывода, блоком питания и пультом управления — компьютер связан двумя сотнями информационных линий, шин и других проводов. По ним в его корпус проникает тепло. Чтобы его удалить, предусмотрен холодильный агрегат замкнутого типа с электромотором мощностью 15 кВт.

Проблемы, проблемы...

Сразу предупредим: этот компьютер на свет так и не появился. Не был построен даже макетный образец, который мог бы подтвердить расчеты разработчиков. (Создать удалось только отдельные узлы и блоки.) То, что на бумаге представлялось довольно простым, на поверку оказалось очень сложным. Например, сконструировать нового типа разъемы, посредством которых связывают между собой элементы схемы (ячейки, платы н т. п.). Ведь существующие разъемы (,с контактами длиной несколько миллиметров) для криогенного компьютера не годятся. Они обладают слишком большой индуктивностью, отчего сверхбыстрая передача сигналов нарушается—появляются задержки сигналов в линии или их затухания.

Возникли трудности и с материалами, из которых предполагалось делать пленочные элементы Джо-зефсона. Для разных пленок необходимо было подобрать вещества, обладающие близкими коэффициентами теплового расширения. Иначе при глубоком охлаждении элемент деформируется.

Надо сказать, первую проблему решить удалось. Так, микроразъемы размером в доли миллиметра (на порядок меньше обычных), практически не обладающие индуктивностью (она зависит от длины контакта), стали делать из ... ртути. Ее капельки замерзают уже при температуре — 40°С, образуя прочные, надежные спайки между узлами криогенного прибора.

Однако нерешенных конструктивно-технологических проблем меньше не становилось. Ведь криогенная электроника находилась еще в зачаточном состоянии. И главное — по мере работы над сверхпроводящим компьютером его сметная стоимость неудержимо росла. Задача оказалась явно не по силам одной фирме. Затратив 300 млн. дол., компания ИБМ в 1983 году свернула работу по криоЭВМ.

Впрочем, другая американская фирма — «Хайпресс» — все-таки построила электронное устройство с элементами Джозефсона. Учитывая печальный опыт предшественницы, она не стала браться за сложный комплекс научно-технических задач. Созданный ею в 1986 году стенд для проверки характеристик БИС (больших интегральных схем) не содержал ни криоста-та, ни холодильного агрегата. Соответственно, отпали все проблемы, связанные с поддержанием работоспособности стенда при сверхнизких температурах. Элементы Джозефсона охлаждались... струйкой жидкого гелия, вытекающего из сосуда Дюара (р и с. 9). Его емко

сти хватает на 12 ч непрерывной работы. Расход гелия регулируется автоматикой, которая выключает систему охлаждения, если стенд бездействует более 5 мин.

Остается добавить, что устройство фирмы «Хайпресс» стоит 120 тыс. дол. и пользуется хорошим спросом. Таким образом, криогенная электроника уже сегодня становится конкурентоспособной.

...и надежды

Фирма «Хайпресс» начала разрабатывать стенд на элементах Джозефсона еще до того, как швейцарские ученые (работающие, кстати, в европейском филиале фирмы ИБМ) открыли явление высокотемпературной сверхпроводимости («ТМ» № 7 за 1987 г.). Теперь же, когда множится число материалов, которые становятся сверхпроводящими не при температуре жидкого гелия, а уже жидкого азота, открываются широкие перспективы для развития криоэлектро-ники.- Специалисты считают, что сверхпроводящие ЭВМ начнут выпускаться массовыми партиями лет через 15—20.

Ну а если будут найдены вещества, обладающие свойствами сверхпроводимости уже при комнатной температуре? (Несмотря на то,что сенсационные сообщения о подобных материалах пока не подтверждаются, хочется верить, что это все-таки произойдет). Выдержат ли тогда конкуренцию с приборами Джозефсона царствующие ныне в мире электроники транзисторы?

Короткие корреспонденции

МНОГОТОННЫЙ КАБЛУЧОК

Можно ли изготовить котлован для строительства жилого дома или промышленного объекта, не имея экскаватора и даже землекопов с лопатами? Оказывается, можно, особенно если грунт рыхлый. И не нужно землю рыть. Проще вытрамбовывать, вдавливая раз за разом в фунт инструмент, оставляющий след, подобный следу дамского каблучка на влажном песке.

Такой массивный боек в виде четырехгранной усеченной пирамиды, а также машину для вдавливания его в грунт разработали в Оренбургском филиале НПО фундаментостроения.

При некоторых формах котлованов

новая технология оказывается выгоднее традиционных. Ведь после экскаватора в котлован, как правило, спускаются землекопы и лопатами выравнивают дно и стенки, доводят до проектных отметок различные выступы и углубления, что порой сводит на нет выгоды механизации.

МАГНИТ ДЛЯ ГЛАЗА

Любой офтальмологический магнит обладает очень высокой удельной мощностью, а у инструмента, созданного сотрудниками Института физики металлов Уральского отделения АН СССР совместно со Свердловским медицинским институтом, она даже на 25—33% больше, чем у существующих.

26