Это - самая маленькая в мире компьютерная система.

Это микроскопическое устройство является имплантируемым датчиком давления, вживляемым в глаз пациента, больного глаукомой. Конечно, такие датчики не являются чем-то новым и особенным, но не в данном случае. Все дело заключается в том, что этот датчик является хоть и микроминиатюрной, но полномасштабной и самодостаточной вычислительной системой. Такие почти невидимые системы субмиллиметрового масштаба могут принести вычислительные методы в самые неожиданные области - говорит Дэвид Блэов (David Blaauw), профессор Мичиганского университета.

В объеме этой системы менее одного кубического миллиметра уместились малопотребляющий микропроцессор с памятью, датчик давления, тонкопленочная аккумуляторная батарея, солнечная батарея и устройство беспроводной связи с антенной, которое позволяет получать и передавать данные на считыватель, который просто подноситься кглазу пациента."Такая миниатюризация позволит изготавливать сотни тысяч таких систем на одном кристалле. А это, в свою очередь, делает их настолько дешевыми и доступными, что в будущем, в теле человека может быть без проблем имплантировано от нескольких десятков до нескольких сотен таких датчиков, которые будут держать под контролем весь организм"-рассказывает Дэвид Блэов.

Процессор, установленный в качестве ядра этой вычислительной системы, использует уникальную архитектуру и схему управления энергопотреблением, что позволяет получить сверхнизкий расход энергии всей системы в целом. Для поддержания батареи устройства в заряженном состоянии пациенту достаточно находиться 10 часов в течениедня в условиях искусственного освещения или полтора часа на солнечном свете. Объем памяти системы позволяет хранить информацию с датчика, собираемую в течение недели. Так же примечательной особенностью системы является крошечный радио-модуль, который использует весь кристалл чипа в качестве приемно-передающей антенны.

В настоящее время исследователи занимаются задачей уменьшения потребления энергии радиомодулем во время передачи информации. Это позволит вести передачу получаемых данных постоянно, не рискуя полностью разрядить тонкопленочную аккумуляторную батарею.

Источник

Транзисторы на углеродных нанотрубках откроют эру производства дешевых электронных устройств.

Разработка новой технологии производства транзисторов и логических схем из углеродных нанотрубок может стать началом эры высококачественной, портативной и гибкой электронной продукции, притом по чрезвычайно доступной цене. Именно так считают разработчики этой новой технологии, международная команда ученых из университета Аалто в Финляндии и университета Нагои в Японии. Новая технология позволяет быстро и легко создавать высокоэффективные тонкопленочные транзисторы на основе углеродных нанотрубок, нанесенные на пластмассовое основание.

В последние годы уже были попытки изготовления транзисторов на основе углеродных нанотрубок. Углеродные нанотрубки, обладающие превосходной электропроводимостью и химической стойкостью, считаются одним из самых перспективных направлений развития электроники, ведь опытные образцы транзисторов на основе одной единственной нанотрубки показывают совершенно фантастические результаты. Но, дальнейшее распространение полученных технологий ограничивает тот факт, что некоторые нанотрубки во время процесса"сборки"транзисторов теряют или полностью изменяют свои электрические характеристики.

Инновационный метод производства"нанотрубочных"транзисторов основан не на использовании единственной нанотрубки, а на тонкой пленке, состоящей из множества переплетенных нанотрубок. Нанотрубки выращиваются под давлением в среде природного газа и осаждаются на поверхности фильтра, формируя тончайшую плену. После этого, пленка из нанотрубок переносится на пластиковую подложку, на которой и происходит дальнейшее формирование полупроводниковых структур, являющихся элементами будущих транзисторов и логических схем.

Результаты этих исследований были опубликованы в журнале Nature Nanotechnology от 6 февраля 2011 года.

Источник

Европейские исследователи объявили о создании первого в мире пластикового процессора.

На международной конференции International Solid-State Circuits Conference, состоявшейся на прошлой неделе в Сан-Франциско, европейские исследователи анонсировали первый в мире пластиковый процессор, изготовленный на основе органических полупроводников. 8-битовый логический процессор с 4000 тысячами транзисторов обладает вычислительной мощностью кремниевого микропроцессора 1970-х годов, но новый процессор обладает одним огромным преимуществом - он может гнуться. Разработчики технологии утверждают, что такие процессоры могут стать основой малогабаритных и дешевых электронных устройств, медицинских устройств и датчиков.

Ключевым моментом нового пластикового микропроцессора стал новый органический транзистор. Согласно заявлению Яна Гено (Jan Genoe), исследователю в области молекулярной и полимерной электроники в Бельгийском нанотехнологическом исследовательском центре Imec, современные органические транзисторы отличаются непредсказуемым поведением. Разные экземпляры органических транзисторов, в отличие от кремниевых транзисторов, имеют разные значения порога срабатывания (переключения), что делает ненадежной работу органической схемы в целом. Для преодоления этой проблемы в структуру органического транзистора был введен дополнительный управляющий электрод,затвор, позволяющий осуществить лучший уровень контроля за электрическим полем и избежать случайных и ненадежных переключений.

Основой пластикового микропроцессора, общей толщиной 25 микрометров, является пластиковая подложка из полимера PEN (polyethylene naphthalate), покрытая слоем золота, толщиной 25нанометров. Сверху покрытия нанесен слой органического диэлектрика, покрытый вторым золотым слоем, и наконец, на самом верху этого"бутерброда"располагаются полупроводниковые органические слои из которых, собственно, и состоит вся электронная схема.

После изготовления экспериментального образца органического процессора была выполнена проверка его работоспособности. Эта проверка заключалась в работе тестовой программы, обрабатывающей дискретные данные, подаваемые на 16 входов этого микропроцессора. Сама программа была записана на отдельном гибком чипе, который с помощью проводников был соединен с чипом микропроцессора. По словам исследователей, органический микропроцессор во время тестов показал производительность, равную 6 инструкций в секунду.

Исследователи считают, что дальнейшие исследования позволят им добиться существенного увеличения производительности гибких органических микропроцессоров. Но, тем не менее, вряд ли когда-либо появятся органические процессоры, содержащие сотни миллионов транзисторов, как у их кремниевых собратьев. А будущее органических процессоров видится как обеспечение работы и функционирования периферийных устройств, не требующих большой вычислительной мощности, работающих под управлением мощного кремниевого микропроцессора.

Источник

Ученые-физики создали первый в мире анти-лазер.

Что такое лазер? Лазер представляет собой некое устройство, с высокой эффективностью преобразующее подводимую энергию в энергию монохромного и когерентного светового излучения. Так а что же такое анти-лазер? Логично предположить, что это устройство, выполняющее обратную функцию, т.е. поглощающее световое излучение с высокойэффективностью. Именно такой полностью работоспособный анти-лазер создали ученые-физики Йельского университета. Их устройство способно высокоэффективно поглотить два луча падающего света, которые смешиваясь в"недрах"анти-лазера, полностью уравновешивают и подавляют друг друга. Предполагается, что это устройство может проложить путь появлению совершенно новых и необычных оптических технологий, которые найдут применение во многих областях, от оптических квантовых вычислений до радиологического контроля.

Анти-лазер, имеющий научное название Coherent Perfect Absorber (CPA), является детищем группы ученых, возглавляемых профессором физики Йельского университета Дугласом Стоуном (A. Douglas Stone), и группы физиков-экспериментаторов, возглавляемых Хьюи Као (Hui Cao).

Принцип работы анти-лазера заключается в том, что два луча когерентного света определенной длины волны попадают в некую полость, содержащую кремниевую пластину, выступающую в качестве поглотительной среды. Эта пластина отражает падающий свет таким образом, что фотоны света становятся пойманными в ловушку и, беспорядочно перемещаясь внутри полости, они поглощаются и преобразуются в тепло.

В теории новый анти-лазер способен поглотить 99.999 процентов падающего света, однако, из-за технологических ограничений и погрешностей, допущенных при изготовлении,опытный образец CPA способен поглотить всего 99.4 процента падающего света."CPA,который мы изготовили, является всего лишь устройством, доказывающим верность нашей теории и принципов"-объясняет Стоун. -"Я уверен, что изготавливая новый, более сложный CPA, мы вплотную приблизимся к теоретическому пределу".

Первый опытный CPA имеет размер около одного сантиметра. Но построенные компьютерные модели показали, что возможно создание совсем крошечных анти-лазеров, размеромоколо 6 микрон, что в двадцать раз меньше толщины человеческого волоса. Помимо этого будущие анти-лазеры будут в состоянии помимо света видимого диапазона эффективно поглощать инфракрасный свет того диапазона, который широко используется в различном коммуникационном оптоволоконном оборудовании.

Такие CPA могут стать ключевыми элементами, своего рода оптическими переключателями и оптическими транзисторами, на основе которых будут создаваться квантовые и оптические компьютеры, датчики и другие компоненты, в которых свет будет выполнять ту же роль, что и электричество в современных электронных устройствах. Еще одной областью применения CPA может стать область радиологических измерений и контроля, в которой анти-лазеры будут играть роль высокочувствительных датчиков, регистрирующих любое электромагнитное или ионизирующее излучение.

Источник

Новая технология полнодуплексной радиосвязи может удвоить скорости существующих беспроводных сетей.

Исследователи из Стэнфордского университета создали новую технологию беспроводной связи с помощью которой можно одновременно передавать и принимать сигналы, используя один единственный радиочастотный канал. Это, в свою очередь, может в некоторых случаях удвоить скорости передачи данных существующих сетей беспроводной связи. Некоторые технологии беспроводной связи, к примеру, мобильная телефонная связь, позволяют одновременно вести передачу и прием, но для этого требуются специальные решения и методы, которые, к сожалению, не очень подходят для применения в других сетях, таких как Wi-Fi.

"Все учебники по электротехнике и радиотехнике утверждают, что полный дуплекс нельзя реализовать в рамках одного частотного канала"-говорит Филип Левис (Philip Levis), доцент информатики и электротехники Стенфордского университета. -"Но наша новая система полностью ломает все известные принципы, на которых держатся современные беспроводные сети передачи данных".Технология основана на способе, которым головной мозг человека подавляет и фильтрует звук собственного голоса во время разговора.

"Когда работает радиопередатчик, уровень сигнала его передачи в миллионы и миллиарды раз превышает уровень принимаемого сигнала. Это все равно, что расслышать шепот на фоне звука реактивного двигателя"-поясняет Филип Левис. -"Но, точно зная, что же именно передается в данный момент собственным передатчиком, можно отфильтровать принимаемый сигнал таким образом, что бы услышать слабые сигналы удаленного передатчика. Это немного походит на работу наушников, подавляющих шум, исходящий из окружающей среды".

Главным преимуществом данной технологии можно считать тот факт, что одновременная передача и прием сигнала позволят удвоить количество информации, передаваемой по одному каналу. Но, с точки зрения Левиса, эта технология может с успехом использоваться и в других службах, к примеру в авиадиспетчерской службе. Там бывают нередки случаи, когда два самолета одновременно пытаются вызвать контрольный пункт на одной частоте. Это приводит к тому, что ни одно из сообщений не доходит до адресата,а это, в свою очередь, может стать причиной авиакатастрофы.

В настоящее время эта технология уже защищена временным патентом. В настоящее время исследователи работают над увеличением дальности работы системы, что позволитс успехом применить ее для расширения возможностей существующих сетей Wi-Fi.

Источник

У электричества появился родственник -"магнетричество".

Команде ученых-физиков удалось в объеме небольшого кристалла, длиной около одного сантиметра, создать раздельные магнитные"заряды",северные и южные магнитные полюса, и заставить их течь в нужном направлении. Эти движущиеся магнитные заряды ведут себя почти таким же образом, как и электрическиезаряды, переносимые электронами, текущие по проводникам и элементам электронных схем. Сделанное открытие, вероятно, может быть использовано для развития области"магнетроники",смежной с областью электроники, но использующей для своей работы движение магнитных зарядов.

Известно, что обычные магниты всегда имеют два полюса - южный и северный. Даже если разделить магнит на несколько частей, каждая из этих частей будет иметь два разных полюса. Но магнитные молекулы материала, называемогоспиновым льдом(spin ice),имеют форму нескольких соединенным между собой треугольных пирамид, которая не позволяет им упорядочиваться таким образом, что бы стать классическим магнитом с двумя разными полюсами. В большинстве случаев молекула спинового льда представляет собой два магнита, обращенные внутрь одноименными полюсами.

Еще в 2009 году Стивен Брэмвелл (Steven Bramwell), ученый-физик из Университетского колледжа Лондона (University College of London), обнаружил, что иногда молекулы спинового льда разрушаются."Дипольная молекула раскалывается, образуя две молекулы, обладающие свойствами монополя"-рассказывает он. Эти две монопольные части молекулы могут перемещаться от одной молекулы к другой, вызывая цепную реакцию разрушения.

Некоторые из ученых подвергли сомнению правомерность использования понятия"монополь".Это понятие, введенное в 1931 году в область теоретической физики Полом Дирэком, традиционно связывают с космическими монополями, которые, как считается, были созданы во время Большого Взрыва."Реальный монополь является обособленным магнитным зарядом, способным существовать только в вакууме"-утверждает Михаэль Бониц (Michael Bonitz), физик из Института Теоретической Физики и Астрофизики в Киле, Германия. -"А то, что получили эти ученые, является всего лишь сложной системой конденсированного вещества".

Тем не менее, в пределах кристалла спинового льда эти блуждающие магнитные полюса ведут себя в точности как монополи, перенося магнитные заряды. Поведение и взаимодействие этих зарядов вполне предсказуемо, оно полностью подчиняется физическому закону, который описывает взаимодействие электрических зарядов, закону Кулона. Используя короткие импульсы магнитного поля, Брэмвелл и его команда нашли способ создания и управления упорядоченными потоками магнитных зарядов - так называемого"магнетричества".Эти потоки, циркулирующие внутри кристалла в течение длительного времени, ведущие себя подобно электрическому току, могут стать основой для создания совершенно нового типа приборов, устройств и породить совершенно новую область - магнетронику. Конечно, это произойдет не сегодня и даже не завтра с учетом того, что сейчас все эти процессы проявляются только внутри кристаллов и при температурах, близких к температуре абсолютного нуля.

Источник

Электронные чипы получат систему защиты от подделок, основанную на цифровом"отпечатке пальцев".

Любой читатель детективных романов знает, что в мире не существует двух одинаковых отпечатков пальцев. Точно так же уникальная физическая структура электронных чипов является уникальной для каждого экземпляра чипа и может быть использована для функционирования системы защиты продукта от копирования и определения поддельных чипов. Разработанная в отделении по безопасности информационных технологий института Фраунгофера (Fraunhofer Institute for Secure Information Technology) технология использует изменения топологии чипа, произведенные во время его изготовления, для расчета уникальных, защищенных от клонирования, цифровых"отпечатков пальцев"каждого чипа.

Пиратство является бичом не только в области информационных технологий, где правообладатели терпят значительные убытки от нелегального распространения цифровыхкопий их продукции. Оказывается, что пиратство в области бытовой электроники способно так же ударить по промышленности. Согласно Технической Федерации Германии, деятельность электронных пиратов принесла в 2010 году более 6 миллиардов евро ущерба некоторым промышленным организациям и организациям, занимающимся разработкой новых продуктов. Помимо такого рода ущерба, электронное пиратство может поставить под угрозу жизни людей благодаря низкому качеству поддельных продуктов.

Существующий механизм защиты интеллектуальной собственности, основанный на патентах и соглашениях о конфиденциальности, имеет ограниченное воздействие на распространение пиратской продукции. Несмотря на существование коммерческих антипиратских решений, любой квалифицированный"фальшивомонетчик"не позволит мешать таким"пустякам"препятствовать выпуску дешевых копий различных изделий.

Поэтому, для защиты от клонирования электронных изделий исследователи из института Фраунгофера разработали технологию physical unclonable functions (PUF), которая, используя незначительные отклонения толщин, плотностей и других характеристик чипа, появляющихся во время производства и не затрагивающих функциональность чипа, генерирует уникальную для каждого чипа функцию, которая затем становится функциональной частью чипа, защищая его таким образом от клонирования. Опытные образцы защищенных чипов используют в качестве генератора функции PUF кольцевой тактовый генератор, который вырабатывает сигналы, следующие через определенный промежуток времени, определяемый, как раз, технологическими особенностями каждого чипа. С помощью специальных электронных схем эти временные интервалы могут быть измерены и на их основаниисовершается генерация уникального идентификационного ключа.

В отличие от других методов, основных на шифровании или защите от считывания, идентификационный ключ чипа не хранится непосредственно в устройстве, что делает невозможным его извлечение с помощью сканирующих электронных микроскопов, сфокусированных ионных лучей и лазеров. Любая попытка клонирования такого чипа приведет к изменению его физической структуры, нарушению работы системы PUF и, как следствию, невозможности создания функционирующих клонов чипа.

Источник

Первый в мире программируемый нанопроцессор получает сложную схему из нанопроводников.

Нанокомпьютеры в течение долгих десятилетий были всего лишь мечтой, которую было невозможно реализовать на практике. Теперь, инженеры из Грварда и компании MITRE Corporation сделали огромный шаг вперед в области вычислений на наноуровне, создав первый в мире программируемый нанопроцессор. Практическая реализация нанопроцессора стала возможной благодаря самым последним достижениям в области электроники и нанотехнологий, используя которые удалось разработать и создать стандартные вычислительные блоки, соединив их с помощью нанопроводников в единую сложную схему нанопроцессора.

Согласно материалу, опубликованному в последнем выпуске журнала Nature, эти сверхмалые наносхемы могут быть свободно запрограммированы специальными методами для выполнения широкого набора арифметических и логических функций. Разработанная технология является без ограничений масштабируемой технологией, позволяющей реализовать как совсем крошечные нанопроцессоры, выполняющие ограниченные функции, так и сверхсложные большие схемы процессоров, способных решать достаточно сложные вычислительные задачи. А такой широкий диапазон размеров и возможностей новых нанопроцессоров обусловит возможность их применения во всех областях электроники, начиная от миниатюрных датчиков и бытовой электроники, не говоря уж о миниатюрных компьютерах с большой вычислительной мощностью.

Все вышесказанное не означает того, что завтра весь мир заполонят устройства с такими нанопроцессорами внутри. Естественно, что разработанная технология, несмотряна успешное изготовление и испытания опытных образцов, потребует еще немало времени на окончательную"отшлифовку",на разработку технологического процесса изготовления и промышленного оборудования, способного обеспечить массовое производство нанопроцессоров. Но после того, как это все будет реализовано, а в этом можно не сомневаться, на свете появится совершенно новый вид электроники.

Источник

Будущее электроники: молибденит - материал, превосходящий своими свойствами кремний и графен.

Как говорится, все новое - хорошо забытое старое. Еще во времена начала эры радиотехники для изготовления простейших детекторов использовалсямолибденит, полупроводниковый материал естественного происхождения.Той поры прошло много времени, и молибденит был вытеснен из области полупроводниковой техники германием и кремнием. Его применение ограничивалось только в качестве легирующей добавки при варке стали и присадки к смазочным материалам. Но, сейчас ученые, вооруженные самым современным исследовательским оборудованием, котороепредоставляет им широчайшие возможности, вновь обратили на этот, незаслуженно забытый материал, пристальное внимание. Последние исследования электрических и полупроводниковых свойств молибденита (MoS2) показали, что если использовать весь его потенциал в этой области, то он легко сможет превзойти кремний и даже графен, которому пророчат большое будущее.

Швейцарские исследователи из Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) нашли, что самым главным преимуществом молибденита по сравнению с кремнием является толщина молекулярноголиста этого материала. Лист молибденита состоит из слоя атомов молибдена, окруженного с двух сторон слоями атомов серы."Такая тончайшая структура материала делает его очень перспективным и удобным для использования в областях электроники и нанотехнологий. У молибденита есть огромный потенциал для того, что бы на его основе можно было изготовить очень маленькие и эффективные транзисторы, светодиоды и панели солнечных батарей"-говорит Андраш Кис (Andras Kis), профессор из EPFL. -"Лист молибденита, толщиной 0.65 нанометра, может пропустить сквозь себя такой же поток электронов, как и кремний, толщиной 2 нанометра. Но современные технологии не позволяют получить листы из кремния толщиной 2 нанометра".

Помимо этого, электронам для преодоления потенциального барьера полупроводника из молибденита требуется энергия всего в 1.8 электронвольт. Поэтому при включении ивыключении такие транзисторы будут рассеивать в 100 тысяч раз меньше энергии, чем их кремниевые аналоги.

Даже свойства графена, этого самого перспективного с точки зрения многих ученых материала, меркнут перед свойствами молибденита. Как известно, в полупроводниках существует так называемаязапрещенная зона,благодаря наличию которой эти материалы и обладают полупроводниковыми качествами. Молибденит так же имеет запрещенную зону, при этом с небольшим энергетическим потенциалом, что дает ему явное преимущество перед графеном, который не имеет запрещенной зоны и ее искусственное создание является достаточно сложной проблемой.

Исследования ученых EPFL, демонстрирующие потенциал молибденита для использования в полупроводниках и электронной технике, опубликованы в журнале Nanotechnology Nature.

Источник

На поверхности полупроводникового чипа создан самый маленький ускоритель частиц.

Когда звучит словосочетание"ускоритель частиц"сразу же на ум приходят дорогостоящие и высокоэнергетические научные сооружения типа Теватрона или Большого адронного коллайдера. На прошлой неделе, на конференции MEMS 2011, проходившей в Канкуне, Мексика, группа ученых из Корнелльского университета (Cornell University) предоставила вниманию научного сообщества самый маленький ускоритель частиц, размещенный на поверхности полупроводникового чипа.

Этот циклотрон, расположенные на кристалле, на 5 миллиметрах своей длины может разогнать ионы аргона с энергии 30 электронвольт до 1500 электронвольт. Это, по сравнению с большими ускорителями, ничтожно малая энергия, но такой крошечный ускоритель не требует наличия магнитов, он разгоняет частицы и фокусирует пучок воздействиемпеременного электрического поля, возникающего между двумя электродами.

Сейчас Ю Ши (Yue Shi), аспирант Корнелльского университета в области электротехники и вычислительной техники, под финансированием Управления перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA, разрабатывает устройство, также размещенное на чипе размером несколько квадратных сантиметров, способное разогнать ионы до энергий в сотни килоэлектронвольт, и устройство размером с небольшой чемодан, способное разогнать ионы до более высоких энергий в сотни мегаэлектронвольт, которые станут основой портативных ускорителей частиц.

Подобные электростатические миниускорители, по мнению их создателей, могут стать основой для создания новых видов микроскопов, портативного лучевого оружия и медицинского инструмента для лечения раковых заболеваний.

Источник

Точка зрения IBM - графен не сможет стать заменой кремнию в компьютерных процессорах..

Проводя различные исследования и опыты с графеном, ученые корпорации IBM пришли к выводу о том, что в ближайшем обозримом будущем графен не сможет стать полноценнойзаменой кремнию, на основе которого изготавливаются все кристаллы современных микропроцессоров."Графен, в том виде, в котором он сейчас имеется, и с имеющимися сегодня технологиями, не может стать заменой кремния в режимах дискретных цифровых вычислений"-заявил Ю-Минг Лин (Yu-Ming Lin), представитель корпорации IBM.

Майк Мейберри (Mike Mayberry), один из директоров IBM, курирующий направление разработки новых компонентов и технологий, подтвердил все вышесказанное и добавил, что свойства кремния, как основного полупроводникового материала, удовлетворяют всем современным и перспективным требованиям."Микроэлектронная промышленность имеет огромный опыт по работе с кремнием и пока что нет никаких планов что-либо менять в этой области".

Графен, имеющий высокую электропроводность и другие уникальные свойства, давно рекламируется как преемник классических полупроводниковых материалов. Да, в действительности, в лабораториях корпорации IBM были созданы образцы графеновых транзисторов, способных работать на частотах до 100 ГГц. Но, согласно Ю-Минг Лиину, графеновые транзисторы имеют некоторые отличия от кремниевых, они никогда не входят в режим насыщения, что делает неприемлемым их использование в микропроцессорах.

Однако, будущее у графеновых транзисторов все-таки имеется. Они могут служить дополнением к кремниевым полупроводниковым схемам, т.е. стать частью гибридных схем, работающих с высокочастотными аналоговыми сигналами, таких как микросхемы всевозможных усилителей, радиочастотных приемников и передатчиков.

Источник

Новый полевой транзистор с плавающим затвором - революция в области компьютерной памяти.

Группа исследователей Университета штата Северная Каролина разработала новое устройство хранения информации, компьютерной памяти, которая сочетает в себе преимущества большой скорости доступа динамической памяти DRAM и энергонезависимость хранения данных, подобно Flash-памяти. Разработка новой памяти позволит во существенноснизить потребление электроэнергии , что особенно важно в случае малогабаритных мобильных устройств и крупных дата-центров, позволяя отключать части системы во время периодов их бездеятельности без страха потери данных.

Новое электронное устройство называют полевым транзистором (field effect transistor, FET) с двойным плавающим затвором. В единственном лице ячейки памяти на основе таких транзисторов комбинируют наилучшие свойства двух совершенно различных типов компьютерной памяти. Энергонезависимая память, широко используемая сейчас в картах памятии Flash-накопителях, позволяет сохранять данные после того, как прекращена подача электроэнергии к устройству. А динамическая память DRAM, устанавливаемая на разъемы материнских плат, обладает очень высокой скоростью записи и чтения данных, но требует постоянного"вливания"энергии для обеспечения сохранности данных в течение длительного времени.

Новый FET-транзистор хранит данные в виде электрического заряда и использует специальный управляющий затвор для обеспечения скорости доступа к хранимым данным. Принимая во внимание то, что современная Flash-память построена ба базе транзисторов с единственным плавающим затвором, позволяющим долгосрочное сохранение заряда, новый транзистор так же оборудован подобным плавающим затвором, придающим новой памяти способность долгосрочного и энергонезависимого хранения данных.

Состояние транзистора определяется пороговым значением напряжения на этом транзисторе, изменяя его можно перевести память в режим быстрого доступа или в режим энергонезависимого хранения данных. Структура нового транзистора позволит создавать на его базе ячейки памяти, размером в 16 нм. Но, помимо этого, расположение этих ячеек может быть трехмерным, в отличие от современной памяти, где ячейки располагаются в виде двухмерного массива, находящегося на поверхности полупроводникового кристалла. Трехмерное расположение ячеек памяти становится возможным благодаря использованию изолирующих и соединительных слоев, состоящих из аморфного полупроводника индий- галлий- цинк-оксид, который в ряде применений показывает лучшие результаты, чем аморфный кремниевый полупроводниковый материал.

Двойственная природа новой памяти, по мнению разработчиков, позволит появиться компьютерам, которые будут загружаться только один раз, при первоначальном включении, при смене или обновлении операционной системы. Все последующие включения будут происходить моментально, ведь не будет требоваться длительного процесса считывания данных с жесткого диска и развертывания операционной системы в памяти. Сервера, выполняющие множество фоновых задач, смогут активировать или деактивировать необходимые участки памяти по мере необходимости, что приведет к существенной экономии энергии в дата-центрах, ведь существующие компьютеры должны для сохранностиданных в оперативной памяти держать ее постоянно включенной попусту нагревая воздух.

Источник