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
Пишу статьи на различные темы.

5 комментариев

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.
B
Либо житель России
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

Чем запомнилась компания ASUS на рынке смартфонов

По последним данным, ASUS уходит с рынка смартфонов, и новых моделей больше не будет. И хотя бренд никогда не был в числе лидеров данного сегмента, он оставил после себя яркий след в истории.

Для чего нужна 64-метровая «тарелка» в Калязине: история монстра, который ловит сигналы из глубокого космоса

В глухом лесу под Тверью работает антенна размером с «Боинг». Она весит 3800 тонн, пережила развал СССР и сейчас ловит сигналы с Марса. История объекта, который выглядит как сбой в матрице.

✦ ИИ  Почему чукчи не мерзнут в -50°C: отсутствие потовых желез, яранга-термос и особая диета

Они спали на снегу, ели сырое мясо и не мылись годами. Почему чукчи всмогли выжить там, где европеец умирал? Разбираем биологию и инженерию «спартанцев Арктики».

Обзор портативного моющего пылесоса для мебели Felfri FWVC-006

Что делать, если вы случайно пролили напиток или другую жидкость на ковер, диван или матрас? В большинстве подобных ситуаций единственным решением кажется вызов профессионального клининга. Но что,...

✦ ИИ  Друзья по расчету: 10 необычных симбиозов в природе, где каждый получает бонус

Природа любит хитроумные схемы. Пока мы спорим о соседях и делим парковочные места, животные и растения уже миллионы лет практикуют взаимовыгодное сотрудничество, которое порой выглядит почти...