Przełamali bariery ciepła. Ten chip bije rekordy
Naukowcy z Uniwersytetu Południowej Kalifornii opisali chip pamięci, który działał przy 700°C. W badaniu kluczową rolę odegrał grafen, który ma chronić układ przed zwarciem w skrajnych temperaturach.
Na łamach "Science" opisano test, w którym nowy chip pamięci pracował stabilnie przy 700°C. Zespół z Uniwersytetu Południowej Kalifornii podkreśla, że układ nie przestał działać. Limit temperatury wyznaczyła aparatura testowa i potencjał może być jeszcze większy. "Można to nazwać rewolucją. To najlepsza pamięć do pracy w wysokich temperaturach, jaką kiedykolwiek zaprezentowano" - powiedział Joshua Yang.
Jak grafen chroni chip pamięci przed zwarciem?
Układ ma prostą budowę. U góry znajduje się wolfram, pośrodku cienka warstwa ceramiki, a na dole grafen. To właśnie grafen zapobiega przesunięciu atomów metali do warstwy ceramicznej w wyniku ciepła. W zwykłych chipach, bez takiej warstwy, przy bardzo wysokiej temperaturze dochodzi do połączenia obu stron układu, a w efekcie - zwarcia.
Ten telefon nie ma sobie równych. Test Xiaomi Leitzphone
Yang tłumaczył, że grafen i wolfram zachowują się jak olej i woda: atomy wolframu, które docierają do tej warstwy, nie mogą się na niej utrzymać i cofają się. To ma chronić układ przed zwarciem w skrajnych warunkach. Co ciekawe, Yang dodaje, że to odkrycie nie było intencjonalne: "Szczerze mówiąc, był to przypadek, jak większość odkryć".
Dlaczego to odkrycie może zmienić całą technologię?
Istotą korzystania z układów obliczeniowych o dużej mocy jest wykorzystanie równie dużego chłodzenia. Dzięki temu unikamy zwarcia. Chip pamięci przygotowany w Kalifornii utrzymywał dane przez ponad 50 godzin w temperaturze 700°C bez potrzeby odświeżania, a do tego przeżył miliard cykli przełączenia i działał przy napięciu 1,5 wolta z prędkością operacji liczoną w dziesiątkach nanosekund.
Autorzy badania uważają, że taki chip do wysokich temperatur może działać tam, gdzie zwykła elektronika zawodzi. Wskazują sondy wysyłane na bardzo gorące planety i eksperymenty związane z głębokimi odwiertami w ziemi. Zespół widzi też potencjał dla rozwoju sztucznej inteligencji: ponad 90 proc. obliczeń w systemach takich jak ChatGPT to jeden typ działań, który ten układ mógłby wykonywać natychmiast po przepływie prądu, a to przyspieszyłoby pracę.
Jeśli technologia trafi do produkcji, może usunąć jedną z głównych przeszkód, które dziś spowalniają rozwój układów scalonych pracujących w ekstremalnym cieple. Badacze zaznaczają jednak, że na gotowy produkt trzeba będzie jeszcze poczekać. Mimo to Yang wyraża optymizm i kwituje: "Brakujący komponent został już stworzony."
