Гаджети зможуть зберігати дані за температури 600 градусів Цельсія: у чому секрет

Дослідники з Пенсільванського університету (UPenn) розробили новий термостійкий запам'ятовувальний пристрій, який може працювати за 600 градусів Цельсія. Це дасть змогу використовувати пристрій у надзвичайно складних умовах, передає Interesting Engineering.

Багато користувачів напевно задавалися питанням: чому смартфони перестають нормально працювати в спекотні дні? Проблема в матеріалі, з якого виготовлена пам'ять пристрою. При підвищенні температури електрони з пам'яті "вислизають", що призводить до втрати інформації і виходу гаджета з ладу. Якщо буде занадто багато тепла, то смартфон може ніколи не відновитися. Однак проблема перегріву вирішена.

Дослідницька група під керівництвом Діпа Джарівали і Роя Олссона, доцентів Школи інженерії та прикладних наук Університету Пенсільванії, розробила енергонезалежну пам'ять (NVM), яка не виходить з ладу, коли температура доходить до 600 градусів Цельсія.

Технологія NVM не зовсім нова. Він використовується в пристроях зберігання даних, таких як флеш-пам'ять, де інформація може зберігатися без активної потужності. Термостійкість нового NVM зумовлена матеріалом, званим сегнетоелектричним нітридом алюмінію-скандію (AlScN). Однак, на відміну від традиційних флеш-накопичувачів на основі кремнію, які починають виходити з ладу за температури близько 200 градусів Цельсія, матеріал сегнетоелектричний нітрид алюмінію-скандію (AlScN) витримує температуру, що в 3 рази вища.

"Кристалічна структура AlScN забезпечує нашому пристрою значно стабільніші та міцніші зв'язки між атомами, а це означає, що він не лише термостійкий, а й доволі міцний", — сказав Джарiвала. — "Конструкція та властивості нашого пристрою пам'яті дають змогу швидко перемикатися між електричними станами, що має вирішальне значення для запису та читання даних на високій швидкості".

Пристрій має структуру метал-ізолятор-метал з нікелевими і платиновими електродами та тонким шаром AlScN завтовшки 45 нм, що приблизно в 1800 разів тонше за середню людську волосину. Дослідникам знадобилися місяці, щоб досягти товщини, яка забезпечить продуктивність пам'яті за високих температур, але при цьому не погіршиться через активність.

Вчені продемонстрували, що пристрій піддається мільйону циклів читання-запису та підтримує стабільний коефіцієнт увімкнення-вимкнення впродовж більш ніж 6 год. Обидві можливості, на їхню думку, є безпрецедентними для NVM.

Новий пристрій конструктивно сумісний з високотемпературними пристроями з карбіду кремнію, призначеними для роботи в екстремальних температурах. Крім створення пристрою, який може використовуватися для дослідження інших планет. Дослідники впевнені, що він зможе усунути прогалини в наявних обчислювальних архітектурах.

Наприклад, поділ процесора і пам'яті неефективний, оскільки дані повинні переміщатися між цими компонентами. Це може призвести до виникнення вузьких місць, як у випадку з величезними обсягами даних, що обробляються в наші дні для розробки моделей ШІ.

"Стабільність нашого пристрою пам'яті може дати змогу тісніше інтегрувати пам'ять і обробку, підвищуючи швидкість, складність і ефективність обчислень. Ми називаємо це "обчисленнями з розширеною пам'яттю" і працюємо з іншими командами, щоб підготувати підґрунтя для ШІ в нових середовищах", — додав Джарівала.

Раніше ми писали про те, що Apple змушена знижувати ціни на флагманський iPhone 15. Телефон моделі Huawei Pura 70 став серйозним конкурентом для iPhone 15 у Китаї.