Конец эпохи перегрева: физики создали идеальную основу для «холодных» процессоров

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | Наука и космос

Пока производители кремниевых чипов борются за каждый нанометр техпроцесса, фундаментальная наука готовит почву для электроники следующего поколения. Ученые из Китайской академии наук (IMR CAS) сообщили о достижении «Святого Грааля» спинтроники. Им удалось получить практически идеальную эффективность преобразования электрического заряда в спин — показатель достиг теоретического квантового предела в 100%. Результаты исследования опубликованы 16 декабря в престижном журнале Physical Review Letters.

Главное обещание новой технологии — «холодные» вычисления без потери энергии на нагрев.
Автор: aistudio.google.com Источник: aistudio.google.com

Главный тормоз современной электроники — тепло. Когда электроны движутся по проводам, они сталкиваются с атомами, нагревая процессор. Спинтроника предлагает альтернативу: передавать информацию не перемещением заряда, а с помощью спина (собственного момента импульса) электрона. Это сулит создание «холодных» процессоров и сверхбыстрой памяти. Однако до сих пор эффективность такой конверсии (CSE) была низкой: сигнал затухал слишком быстро или требовал огромных энергозатрат.

Китайские исследователи предложили решение через так называемую «инженерию геометрии поверхности Ферми». Они использовали альтермагнетики — особый класс материалов, который сочетает свойства обычных магнитов и антиферромагнетиков.

Модель показывает, как изменение геометрии поверхности (от Case 1 к Case 3) позволяет достичь 100% эффективности конверсии.
Автор: MR, Chinese Academy of Sciences Источник: english.cas.cn

В качестве опытного образца был выбран селенид калия-ванадия (KV₂O₂Se). Расчеты показали, что благодаря уникальной плоской форме поверхности Ферми в этом кристалле, спиновый ток не встречает привычного сопротивления. В точке зарядовой нейтральности эффективность конверсии составила 78%, а при небольшом легировании электронами она взлетела до рекордных 98%.

Для сравнения: предыдущий «чемпион» среди материалов, диоксид рутения (RuO₂), показывает эффективность в два раза ниже. Новый материал оказался не только эффективным, но и удивительно устойчивым к температурным колебаниям и дефектам структуры, что критически важно для реального производства.

Сравнение эффективности (CSE). Новый материал (зеленый столбец) достигает теоретического предела.
Автор: IMR, Chinese Academy of Sciences Источник: english.cas.cn

По сути, ученые нашли способ создать «сверхпроводник» для спинового тока при комнатной температуре. Если KV₂O₂Se удастся интегрировать в производственные цепочки, мы получим устройства памяти и логики, которые работают на порядки быстрее нынешних и практически не потребляют энергию в режиме ожидания.

Источник: english.cas.cn

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
О разном интересном.

5 комментариев

Добавить комментарий

e
Пару лет будут подтверждать эффект. потом ещё пару изучать варианты промышленного внедрения и лет 5 внедрять.
кто-то и не доживет
U
Кому жить осталось 9 лет вряд ли будут об этом беспокоиться. Там либо старик, либо какой-нибудь смертельно больной.
Yoghuk_ABV
Либо статья состоит из чуши. Как в данном случае.
s
Так боль не в передаче, боль в переключении.
Журналист опять не привился...
ПС. и передаются не электроны, передаётся электрическое поле (со скоростью света, ага)

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор KZ Decet: одни из лучших ультрабюджетных наушников

Наушники Knowledge Zenith уже давно стали, так называемой, народной маркой. Их используют и меломаны, и профессиональные музыканты где-то в студиях и на концертах, и просто обычные люди, когда им...

Где находятся современные Помпеи и почему их стоит посетить

В отличие от мрачной истории Помпей, городок Ия на берегах острова Санторини спокойно существует по сей день, процветает и манит туристов со всех стран мира. Ни извержение вулкана, ни жесткий...

✦ ИИ  Как организовать севооборот на обычном огороде с помощью простой схемы на 4 года

Простая схема севооборота для тех, у кого нет лишнего времени на таблицы. Разбираемся с семействами, "кормим" почву бобовыми и заставляем огород работать на полную мощь.

✦ ИИ  Как быстро и аккуратно отделить желток от белка: 5 маленьких хитростей, которыми пользуются повара

  • Тематическая подборка
  • Оффтопик
Отделение желтка от белка — один из самых частых процессов на кухне. Он необходим для приготовления безе, бисквитов, кремов, майонеза, соусов и даже некоторых диетических блюд. Несмотря...

Подключаем три монитора к ноутбуку: обзор док-станции ACASIS с двумя HDMI и USB-C

Простая док-станция ACASIS с двумя HDMI способна превратить ноутбук в мощный ПК с четырьмя экранами: собственным экраном ноутбука и тремя HDMI мониторами. А чтобы была возможность подключить...

Робот, который можно спрятать в шкаф: обзор Dreame X60 Master с подключением к коммуникациям

Робот X60 Master от Dreame — это новый уровень домашней уборки: станция с подключением к коммуникациям, ИИ стереокамера, перешагивание порожков и складной лидар. Робот умеет убираться...