Группа ученых из Технологического университета Джорджии работает над новым методом представления и обработки информации в вычислительных системах. Исследование поддержало Управление перспективных оборонных разработок США DARPA. На проект выделили 10,6 миллиона долларов в рамках программы Fast and Curious.
Главное изменение заключается в самом принципе вычислений. Если традиционные чипы работают за счет движения электрического заряда через транзисторы, то новая концепция предлагает задействовать механическую деформацию на наноуровне. Такой подход может стать альтернативой привычной архитектуре и заметно снизить энергопотребление.
Следующий шаг в вычислениях: новая технология может радикально изменить чипы
Проект получил название Mechanically Amplified Ferroic-Actuated Logic, или MEFA Logic. В его основе лежит использование ферроидных материалов. Под действием напряжения такие материалы способны слегка сжиматься или расширяться. Затем это движение усиливается и передается в соседний полупроводниковый канал. В результате меняется прохождение тока, и устройство может переключаться между логическими состояниями.
Иными словами, ученые хотят доказать, что даже очень небольшие механические воздействия могут использоваться для обработки информации в вычислительной технике.
По словам одного из исследователей Асифа Хана, для вычислений не так важно, чем именно передается информация. Это может быть заряд, свет, магнетизм или деформация. Главное, чтобы ноль и единица задавались надежно.
В отличие от традиционной КМОП-технологии, которая лежит в основе почти всех современных чипов, смартфонов и другой электроники, новый подход не ограничивается только управлением электрическим зарядом. Он сочетает разные способы переноса информации и делает ставку на взаимодействие механических и электронных процессов.
Это не просто улучшение существующего транзистора, а попытка создать принципиально иной способ работы логических схем.
Чипы нового поколения
Сегодня рост вычислительных мощностей сопровождается высоким энергопотреблением. Это особенно заметно на фоне развития искусственного интеллекта, дата-центров и сложных вычислительных систем. Если новая технология действительно позволит сократить затраты энергии в 100 раз, это может повлиять на всю полупроводниковую отрасль и открыть путь к созданию более экономичных и производительных устройств.
Для обычного пользователя такие разработки в будущем могут означать более быстрые и при этом менее энергозатратные устройства. Это касается смартфонов, ноутбуков, серверов, систем искусственного интеллекта и другой техники. Также это может привести к снижению нагрева устройств, увеличению автономности и росту общей эффективности электроники.
На данном этапе известно, что проект получил финансирование в размере 10,6 миллиона долларов.
Для России такие исследования представляют интерес в контексте развития собственной микроэлектроники, энергоэффективных вычислений и новых архитектур обработки данных. На фоне глобальной конкуренции в сфере чипов подобные проекты показывают, в каком направлении может двигаться мировая полупроводниковая индустрия в ближайшие годы.
Японская Fujitsu сообщила о создании первого в мире действующего прототипа квантового компьютера, основанного на алмазных спинах. Новая система использует дефекты в алмазной решетке с оловом и рассчитана на дальнейшее масштабирование.
