Исследователи разработали тип флэш-памяти, способной выдерживать температуры, превышающие температуру поверхности Венеры.

Как поклонник технологий и инженерного дела, я искренне поражен новаторскими исследованиями, проведенными Дипом Джаривалой, Роем Олссоном и их командами в Пенсильванском университете. Разработка флэш-памяти, способной выдерживать температуру до 600 градусов Цельсия (1112 градусов по Фаренгейту), меняет правила игры в области технологий хранения данных и памяти.

Современные твердотельные накопители (SSD) — это чудо инженерной мысли. Они обеспечивают невероятную скорость и надежность даже при расположении рядом с энергоемкими видеокартами игровых компьютеров, которые выделяют огромное количество тепла. Тем не менее, эти устройства, как и все кремниевые чипы, имеют ограничения с точки зрения того, насколько они могут нагреваться до того, как произойдет потеря данных или полный отказ. Две исследовательские группы совершили прорыв, создав новый тип флэш-памяти, способной сохранять целостность данных при температурах, при которых полдень на Венере показался бы восхитительно прохладным.

В уважаемом журнале Nature, издаваемом через Interest Engineering, были раскрыты особенности исследования. Однако для тех, кому не хватает понимания материаловедения на уровне докторантуры, Пенсильванский университет предоставил ясное и краткое объяснение. Две исследовательские группы под руководством Дипа Яривалы и Роя Олссона из Школы инженерных и прикладных наук провели бесчисленные часы, тщательно определяя оптимальную толщину сегнетоэлектрического нитрида алюминия-скандия (AlScN) для использования в качестве основного материала в устройствах флэш-памяти.

Как энтузиаст технологий, я всегда поражаюсь достижениям, достигнутым в области повседневной флэш-памяти. Кремний по-прежнему является основой, но его возможности достигли новых высот. Сегодня игровые твердотельные накопители хранят огромные объемы данных — несколько терабайт — и могут передавать тысячи мегабайт в секунду. А долговечность? Он работает годами, а уровень выносливости записи находится в диапазоне петабайт.

Как геймер, я сталкивался с изрядной долей технических гаджетов, но кремниевые флэш-ячейки разочаровывают меня, когда дело доходит до отвода тепла. За определенным порогом эти ячейки начинают давать сбои и теряют способность сохранять данные. Самые продвинутые и надежные, например, те, которые используются в космической технике, могут нагреваться только до 200 градусов по Цельсию (392 градуса по Фаренгейту), прежде чем выйти из строя.

Как геймер, я могу вам сказать, что когда команды Яривалы и Олссона успешно разработали флэш-память с использованием материала AlScN, способную выдерживать температуры до 600 градусов по Цельсию (1112 градусов по Фаренгейту), они действительно открыли нечто экстраординарное. Однако достижение этого подвига было немалым подвигом. Сложность заключалась в тщательном контроле толщины слоя AlScN для достижения оптимальных результатов.

«Если он слишком тонкий, повышенный уровень активности может привести к ухудшению качества за счет диффузии. С другой стороны, если он слишком толстый, мы теряем желаемое сегнетоэлектрическое переключение. Поэтому моя лаборатория и Рой Олссон активно сотрудничали в течение нескольких месяцев, чтобы определить оптимальная толщина», — объяснил Дхирен Прадхан, исследователь из команды Джаривалы.

Как геймер, я могу сказать вам, что кристаллическая структура AlScN отличает его от других благодаря прочным и долговечным связям между атомами. Это делает его отличным выбором для применений, выходящих за рамки просто термостойких ситуаций; он действительно сияет в самых экстремальных условиях.

Этот тип материала может быть особенно полезен для разработки компонентов космических кораблей, предназначенных для посадки на такие планеты, как Венера. Венера известна своей экстремальной жарой: средняя температура поверхности составляет 464 градуса по Цельсию (867 градусов по Фаренгейту). Понятно предположить, что такие высокие температуры повредят кремниевые чипы, не подлежащие ремонту, а не только ячейки флэш-памяти.

Как поклонник материаловедения и полупроводниковых технологий, я бы сказал так: когда того требует ситуация, карбид кремния служит отличным полупроводниковым материалом. Однако Прадхан отмечает, что его вычислительная мощность значительно ниже, чем у обычных кремниевых процессоров. Следовательно, сложные задачи обработки и обработки данных, такие как искусственный интеллект, не могут эффективно выполняться в суровых условиях или при высоких температурах.

Этот новый упругий материал может улучшить совместимость памяти с чипами из карбида кремния, потенциально повышая их функциональность за счет обеспечения превосходной интеграции.

В настоящее время эта технология не приносит прямой пользы игровым ПК, но продолжающиеся исследования могут привести к созданию чипов памяти, более термостойких, чем существующие. Эти чипы улучшат сохранение данных в системах, выделяющих значительное количество тепла, или устранят необходимость в дорогих радиаторах, что является требованием для современных твердотельных накопителей PCIe 5.0.

Смотрите также

2024-05-29 17:06