Поделиться
Россияне придумали замену полупроводникам, которая ускорит компьютеры в десятки раз
В Институте физики твердого тела РАН работают над созданием замены привычным полупроводникам. Логические элементы на базе сверхпроводников, по задумке ученых, в перспективе позволят добиться многократного прироста производительности компьютеров и гаджетов на их основе.Сверхпроводниковые технологии будущего
Ученые из Института физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) работают над созданием технологий, которые в десятки раз увеличат производительность и повысят энергоэффективность электронных устройств. Об этом сообщило информагентство ТАСС.
Добиться внушительного скачка производительности вычислительной техники планируется с помощью особых компактных элементов на основе сверхпроводников (материалов, электрическое сопротивление которых равно нулю), которые заменят традиционные полупроводники.
Главными проблемами данного направления, по словам заведующего лабораторией ИФТТ РАН, профессора Валерия Рязанова, на сегодняшний день являются, во-первых, слишком большой размер имеющихся элементов, не позволяющий использовать их в компактных устройствах, во-вторых, – отсутствие емкой энергоэффективной магнитной памяти, совместимой с существующими схемами.
Представить опытные образцы соответствующих элементов специалисты ИФТТ РАН рассчитывают к 2021 г. Их работа поддержана грантом Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ).
Магнитная память есть. Что дальше?
В современных решениях в сфере цифровой электроники могут используются сверхпроводящие металлы, разделенные тонким барьером из диэлектрика (материал, не проводящий электрический ток), через который протекает сверхпроводящий ток, отмечает профессор. Такое соединение именуется джозефсонским контактом в честь английского физика Брайана Джозефсона (Brian Josephson).
Россияне в этой схеме заменили диэлектрик на ферромагнетик (материал, обладающий намагниченностью при отсутствии внешнего магнитного поля) и добились уникальных свойств проводника: благодаря новому соотношению между сверхпроводящим током и фазой на переходе появилась возможность манипулировать барьером с помощью магнитного поля, то есть создать магнитную память.
Теперь в рамках своей работы ученые пытаются создать наноструктуры субмикронных размеров для применения в миниатюрных логических устройствах, то есть решить первую проблему из числа обозначенных Рязановым.
«Энергоэффективность систем на основе наноструктур, которые мы разрабатываем, на пять порядков выше, чем у полупроводниковых систем, – отметил ученый. – Это значит, что дата-серверы и серверы майнинговых компаний, потребляющие невероятные объемы энергии, станут во много раз экономичнее».
Американские полупроводники с оптическими свойствами
Не только россияне ведут разработки в сфере технологий, в отдаленной перспективе сулящих многократный прирост быстродействия электронных устройств.
К примеру, в октябре 2018 г. специалисты Университета Джорджии в США предложили способ, якобы позволяющий на порядки увеличить производительность вычислительной техники. Выигрыш в скорости работы микросхем достигается за счет применения сверхтонких полупроводников, которые изготавливаются из так называемых дихалькогенидов (особых бинарных химсоединений) переходных металлов (TMDC) и обладают оптическими свойствами. По подсчетам ученых, микросхемы на основе TMDC способны обрабатывать информацию со скоростью фемтосекунд или миллионных долей миллиардной доли секунд.
Однако, по мнению специалистов, для внедрения этой технологии понадобится кардинальная переработка вычислительных систем во множестве аспектов, а это, в свою очередь, значит, что переход на TDMC наверняка не состоится в ближайшем будущем, а может и не состояться вовсе.
Короткая ссылка
