Команда из Университета Южной Калифорнии случайно нашла решение двух ключевых проблем развития дата-центров – снижение затрат энергии на работу чипов и их охлаждение. Ученые экспериментировали со структурами на основе гафния и обнаружили, что одна из форм может выдерживать нагрев до 700℃. Изготовленный из нее мемристор успешно производил вычисления и хранил данные на протяжении 50 часов при этой температуре – а потом просто не выдержало само оборудование для испытаний.
Ранее предельной температурой для любой электроники считались 200℃, что сильно ограничивает ее работу, например, в земных недрах, реакторах или при изучении Венеры. Даже в защищенных версиях нагрев настолько ускоряет миграцию атомов металла, что материал просто разрушается изнутри. Однако в комбинации графена с вольфрамом это не происходит, что и позволило сделать уникальный мемристор.
В конструкции устройства три слоя. Высокая температура плавления вольфрама обеспечивает долговечность, оксид гафния дает стабильность в качестве керамического изолятора. А упругость и уникальные химические свойства графена предотвращают короткое замыкание устройства при экстремальных температурах. И все это очень надежно – мемристор выдержал более миллиарда переключений со скоростью в наносекунды.
Что еще важнее, мемристор выполняет матричное умножение посредством прямых физических процессов. А именно на такие операции приходится 92 % работы современных крайне несовершенных алгоритмов ИИ. То есть, у инженеров появляется возможность создать эффективный чип, который потребляет мало энергии и практически не нуждается в охлаждении. Но такой чип появится очень не скоро, так как в мире пока не налажено промышленное производство графена, в отличие от вольфрама и гафния.
