Da der Sommer fast vor der Tür steht, beginnen die Temperaturen auf der Nordhalbkugel zu steigen und die meisten von uns wissen, was passiert, wenn unsere Smartphones und andere tragbare Elektronikgeräte überhitzen.
Forscher der University of Pennsylvania haben ein extrem widerstandsfähiges Speichergerät vorgestellt, das extremen Temperaturen standhält – eine Entwicklung, die nicht nur für Smartphones, sondern auch für KI-Geräte, die unter rauen Bedingungen laufen, Gutes verheißt.
Eine kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Electronics veröffentlichte Studie von Deep Jariwala und Roy Olsson von der University of Pennsylvania sowie ihren Ingenieurteams zeigt eine Speichertechnologie, die Temperaturen von bis zu 1.100 °F standhalten kann. Diese hohen Toleranzwerte wurden über 60 Stunden lang aufrechterhalten und zeigten eine außergewöhnliche Stabilität und Zuverlässigkeit.
Vorerst nur Megabyte
Das Team entwarf ein nichtflüchtiges Gerät, das bedeutet, dass es Informationen ohne aktive Stromquelle speichern kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Flash-Laufwerken auf Siliziumbasis, die bei etwa 392 °F zu versagen beginnen, verwendete das Gerät des Teams ferroelektrisches Aluminium-Scandium-Nitrid (AlScN). AlScN verfügt über die einzigartige Fähigkeit, bestimmte elektrische Zustände auch bei deutlich höheren Temperaturen aufrechtzuerhalten.
Das extrem widerstandsfähige Speichergerät besteht aus einer Metall-Isolator-Metall-Konfiguration mit einer feinen AlScN-Schicht zwischen Nickel- und Platinelektroden. Dieses einzigartige Design wurde sorgfältig geplant und ausgeführt, um die Kompatibilität mit Hochtemperatur-Siliziumkarbid-Logikgeräten sicherzustellen und es dem Speichergerät außerdem zu ermöglichen, neben Hochleistungs-Rechnersystemen zu funktionieren, die für extreme Temperaturen ausgelegt sind.
„Herkömmliche Geräte mit kleinen Siliziumtransistoren haben es schwer, in Umgebungen mit hohen Temperaturen zu arbeiten, eine Einschränkung, die Siliziumprozessoren einschränkt, weshalb stattdessen Siliziumkarbid verwendet wird“, sagte Deep Jariwala.
„Obwohl die Siliziumkarbid-Technologie großartig ist, reicht sie bei weitem nicht an die Rechenleistung von Siliziumprozessoren heran, sodass fortschrittliche Verarbeitung und datenintensive Berechnungen wie KI bei hohen Temperaturen oder rauen Umgebungen nicht wirklich möglich sind. Die Stabilität unseres Speichergeräts könnte eine engere Integration von Speicher und Verarbeitung ermöglichen und so die Geschwindigkeit, Komplexität und Effizienz der Datenverarbeitung steigern. Wir nennen dies „speichergestütztes Computing“ und arbeiten mit anderen Teams zusammen, um die Voraussetzungen für KI in neuen Umgebungen zu schaffen.“
Trotz der bemerkenswerten Fortschritte wird die neue Technologie zunächst nur in kleineren Kapazitäten verfügbar sein. Jariwala sagte uns: „Basierend auf der aktuellen Größe der Geräte und der Skalierbarkeit unseres Herstellungsprozesses können wir problemlos eine Speicherkapazität von 10 Megabyte bis zu Hunderten von Megabyte erreichen. Unser Ziel ist es, diese Chips im Megabyte-Maßstab in naher bis mittlerer Zukunft durch unser Startup-Unternehmen zu kommerzialisieren.“
