Гаджеты смогут сохранять данные при температуре 600 градусов Цельсия: в чем секрет

Исследователи из Пенсильванского университета (UPenn) разработали новое термостойкое запоминающее устройство, которое может работать при 600 градусов Цельсия. Это позволит использовать устройство в чрезвычайно сложных условиях, передает Interesting Engineering.

Многие пользователи наверняка задавались вопросом: почему смартфоны перестают нормально работать в жаркие дни? Проблема в материале, из которого изготовлена память устройства. При повышении температуры электроны из памяти "ускользают", что приводит к потере информации и выходу гаджета из строя. Если будет слишком много тепла, то смартфон может никогда не и восстановиться. Однако проблема перегрева решена.

Исследовательская группа под руководством Дипа Джаривалы и Роя Олссона, доцентов Школы инженерии и прикладных наук Университета Пенсильвании, разработала энергонезависимую память (NVM), которая не выходит из строя, когда температура доходит до 600 градусов Цельсия.

Технология NVM не совсем нова. Он используется в устройствах хранения данных, таких как флэш-память, где информация может храниться без активной мощности. Термостойкость нового NVM обусловлена материалом, называемым сегнетоэлектрическим нитридом алюминия-скандия (AlScN). Однако, в отличие от традиционных флэш-накопителей на основе кремния, которые начинают выходить из строя при температуре около 200 градусов Цельсия, материал сегнетоэлектрический нитрид алюминия-скандия (AlScN) выдерживает температуру в 3 раза выше.

"Кристаллическая структура AlScN обеспечивает нашему устройству значительно более стабильные и прочные связи между атомами, а это означает, что оно не только термостойкое, но и довольно прочное", — сказал Джаривала. — "Конструкция и свойства нашего устройства памяти позволяют быстро переключаться между электрическими состояниями, что имеет решающее значение для записи и чтения данных на высокой скорости".

Устройство имеет структуру металл-изолятор-металл с никелевыми и платиновыми электродами и тонким слоем AlScN толщиной 45 нм, что примерно в 1800 раз тоньше среднего человеческого волоса. Исследователям потребовались месяцы, чтобы достичь толщины, которая обеспечит производительность памяти при высоких температурах, но при этом не ухудшится из-за активности.

Ученые продемонстрировали, что устройство подвергается миллиону циклов чтения-записи и поддерживает стабильный коэффициент включения-выключения в течение более 6 ч. Обе возможности, по их мнению, являются беспрецедентными для NVM.

Новое устройство конструктивно совместимо с высокотемпературными устройствами из карбида кремния, предназначенными для работы в экстремальных температурах. Помимо создания устройства, которое может использоваться для исследования других планет. Исследователи уверены, что оно сможет устранить пробелы в существующих вычислительных архитектурах.

Например, разделение процессора и памяти неэффективно, поскольку данные должны перемещаться между этими компонентами. Это может привести к возникновению узких мест, как в случае с огромными объемами данных, обрабатываемыми в наши дни для разработки моделей ИИ.

Важно Неизвестная функция Android облегчает людям жизнь: как ее активировать на смартфоне

"Стабильность нашего устройства памяти может позволить более тесно интегрировать память и обработку, повышая скорость, сложность и эффективность вычислений. Мы называем это "вычислениями с расширенной памятью" и работаем с другими командами, чтобы подготовить почву для ИИ в новых средах", — добавил Джаривала.