O nouă stocare de calcul, care poate funcționa la temperaturi atât de calde încât roca începe să se topească, ar putea deschide calea pentru computere care funcționează în cele mai dure medii de pe Pământ – și, pentru prima dată, pe Venus.
Cele mai dure dispozitive actuale de memorie nevolatilă (NVM) – care includ unități SSD – eșuează odată ce temperaturile ating 572 de grade Fahrenheit (300 de grade Celsius). Dar oamenii de știință au creat și testat o nouă diodă feroelectrică (un dispozitiv de comutare semiconductor) care a continuat să funcționeze ore întregi chiar și atunci când au crescut căldura la 1.112 grade F (600 C).
Aceasta înseamnă că senzorii și dispozitivele de calcul care folosesc dioda ar putea fi plasate în medii extreme – cum ar fi centralele nucleare, explorarea petrolului și gazelor în câmp adânc sau a noastră. sistem solarcea mai fierbinte planetă a lui – unde anterior ar fi eșuat în câteva secunde.
Dispozitivul NVM, descris într-o lucrare publicată pe 29 aprilie în jurnal Electronica naturii, este realizat folosind un material numit nitrură de scandiu de aluminiu feroelectric (AlScN). Este la vârful științei materialelor, având doar a apărut ca o opțiune pentru semiconductori de înaltă performanță în ultimii cinci ani.
Ca și în cazul oricărei molecule, cheia este raportul dintre atomi. Aici, dispozitivul se baza pe o diodă AlScN care măsura 45 de nanometri grosime – de 1.800 de ori mai mică decât lățimea unui păr uman.
Legate de: Noul disc optic „petabit-scale” poate stoca la fel de multe informații ca 15.000 de DVD-uri
„Dacă este prea subțire, activitatea crescută poate conduce la difuzia și poate degrada un material”, a spus Dhiren Pradhancercetător postdoctoral în inginerie electrică și de sisteme la Universitatea din Pennsylvania, în a afirmație„Dacă este prea gros, acolo merge comutația feroelectrică pe care o căutam, deoarece tensiunea de comutare se scalează cu grosimea și există o limitare la aceasta în mediile practice de operare. Deci, laboratorul meu și laboratorul lui Roy Olsson au lucrat împreună luni de zile pentru a găsi acest lucru. Grosimea bucăților de aur.”
Una dintre cele mai notabile descoperiri ale echipei este că dispozitivele ar putea face față unui milion de cicluri de citire și să mențină un raport stabil de pornire-oprire timp de peste șase ore. În lucrare, echipa a descris acest rezultat ca fiind „fără precedent”.
Lucrarea se bazează pe cercetările existente în semiconductori care pot funcționa și la temperaturi extreme. Adăugați această memorie la un procesor și aveți un computer care poate funcționa aproape oriunde, au spus oamenii de știință.
„De la forarea în adâncime până la explorarea spațiului, dispozitivele noastre de memorie la temperatură înaltă ar putea duce la calcule avansate, unde alte dispozitive electronice și de memorie s-ar clătina”, a spus. Jariwala adâncă, profesor asociat de inginerie electrică și de sisteme la Universitatea din Pennsylvania, în declarație. „Acesta nu este doar despre îmbunătățirea dispozitivelor; este vorba despre a permite noi frontiere în știință și tehnologie”.
În special, oamenii de știință au spus în lucrarea lor că ar putea apărea o nouă eră a dispozitivelor de calcul fără siliciu care să integreze memoria și procesarea mai strâns împreună pentru sarcini grele de date, cum ar fi inteligență artificială (AI).
„Dispozitivele convenționale care folosesc tranzistori mici de siliciu au o perioadă dificilă de lucru în medii cu temperatură ridicată”, a adăugat Jariwala. De aceea, tehnologia cu carbură de siliciu este utilizată în prezent, dar este mult mai lentă decât siliciul natural în ceea ce privește puterea de procesare, iar calcularea cu date grele nu poate avea loc în prezent în medii dure.
Dar oamenii de știință cred că o nouă abordare – îmbinarea memoriei rezistente la căldură și a procesorului într-un pachet ultra-dens – poate duce în sfârșit la procesarea AI în condiții extreme pe alte planete.