«Это кремниевая пластина диаметром 200 миллиметров. Участок в один сантиметр - прототип будущей интегральной схемы. Потом она разрезается, запаивается в корпус».
Тысячи таких кристаллов превращаются в суперкомпьютеры, которые хранят огромное количество информации. Эксперты оценивают существующий объем интернет-трафика в 40 зеттабайт и приводят сравнения.
«Если один гигабайт принять за кирпичик, то, чтобы обеспечить трафик интернета, из этих кирпичиков нужно построить 260 Великих Китайских стен. Китайская стена - это 18 тысяч километров в длины, 10 - в ширину и 10 - в высоту», - рассказал главный научный сотрудник института физики полупроводников СО РАН Владимир Гриценко.
Оперативная память в наших компьютерах - быстрая, но теряет информацию при отключении источника питания. А энергонезависимая флеш-память хранит ее как минимум десять лет. Но для таких систем нужны специальные материалы. Сейчас чаще всего используют оксиды металлов, например, тантала. В Новосибирске решили вернуться к диоксиду кремния - это материал для обычного стекла. Но если изменить его характеристики, открывается море возможностей.
«Если в обычном диоксиде кремния это SiO2, потому что кремний имеет валентность четыре, а кислород - два, и один атом кремния соседствует с двумя атомами кислорода, наша структура - SiOX, есть избыточный кремний, или, наоборот, дефицит кислорода. И атом кремния может взаимодействовать с избыточным кремнием, образуются связи, которые могут являться ловушкой для электронов», - говорит старший научный сотрудник института физики полупроводников СО РАН Владимир Володин.
Это позволяет менять сопротивление материала в зависимости от электрического заряда. Информацию записывают, просто изменяя напряжение. Такой элемент наноэлектроники называют мемристор, от слова «память».
Прототип будущего мемристора, его свойства изучают на специальной зондовой станции. Руками брать нельзя - только пинцетом. Помещаем, фиксируем, специальная иголка - контакт. Ищем контакт, теперь можно изучать вольт-амперные характеристики.
По сути, такие технологии позволят создать хранители информации, которые в сотни раз эффективнее сегодняшних флешек. А кроме того, для них не нужна энергия. В перспективе - использование в нейронных системах, которые станут работать по принципу человеческого мозга. А мыслим мы гораздо эффективнее любой машины.
«Человеческий мозг весит один килограмм, суперкомпьютер - сто тонн. Мощность, потребляемая мозгом - 20 ватт, а суперкомпьютером - 50 мегаватт. Новосибирская ГЭС производит 490 мегаватт. Всей ее энергии хватит всего лишь на десять компьютеров», - рассказал главный научный сотрудник института физики полупроводников СО РАН Владимир Гриценко.
В России есть современное производство микросхем в Зеленограде, там интересуются внедрением результатов, полученных в Институте физики полупроводников. Сибирские ученые тесно взаимодействуют с университетом на Тайване, в котором имеются современные технологии изготовления мемристоров. В университете заинтересованы в экспериментах и теоретических исследованиях физиков Академгородка. Возможно, лет через десять все компьютеры планеты станут больше помнить и тратить меньше энергии.
Все выпуски новостей телеканала ОТС, а также программы «Итоги Недели», «ПАТРИОТ», «Экстренный вызов», «Пешком по Новосибирской области», «ДПС – Дорога. Перекресток. Судьба», «От первого лица» выложены на сайте YouTube.
