實驗性熱存儲器單元讓電腦在極端溫度下繼續運行
一般來說,把電腦放在烤箱裡烤一會兒就會出問題,但密西根大學的工程師們正在開發一種能在熔鉛溫度下運行的新型電腦內存,希望能改變這種狀況。
實驗性熱記憶體單元Brenda Ahearn/密西根大學工程、傳播與行銷學院
如今,電腦幾乎無所不在,但”幾乎”一詞很快就被拋到了九霄雲外。 例如,就在40 年前,在汽車裡安裝一台電腦(單數)還是一件令人談虎色變的事情。 到2024 年,平均每輛車的各個系統中將有100 台電腦,運行1 億行程式碼。
問題在於,隨著電腦應用領域的不斷擴大,它們所處的環境對矽微型晶片非常不利。 這些晶片在室溫下運作正常,但隨著溫度升高,電子在半導體中的流動方式開始改變。 當溫度達到300 °F(150 °C)時,電子流會變得無法控制,並開始做一些令人討厭的事情,例如清除設備的記憶體。
測試室中的熱存儲器
在我們的汽車例子中,晶片被安裝在引擎或煞車等”溫室”裡,這已經夠糟糕的了。 當它們被安裝到噴射發動機、鑄造廠、核融合反應器和金星太空探測器中時,情況就變得難以容忍了。
正因如此,密西根團隊正在研究一種新型電腦記憶體,即使在加熱到1100 °F(600 °C)以上的情況下也能儲存和重寫資訊。 它是透過將鉭氧化物和鉭金屬層製成半導體,並在兩者之間加入固體電解質來實現這一功能的。 記憶體晶片使用的不是行動電子來儲存數據,而是透過三個鉑電極引出的氧離子。
據研究小組稱,這個過程不像標準記憶體,而更像電池的工作原理。 換句話說,與其說是電子記憶,不如說是電化學記憶。 氧離子從氧化鉭中移出,留下一小塊鉭金屬。 這些變化使各層成為絕緣體或導體,產生兩種電壓狀態,從而可以將資訊儲存為1 和0。
在低溫環境中使用時,熱存儲器需要加熱器
到目前為止一切順利。 遺憾的是,新記憶體只能在500 °F(250 °C)以上的溫度下工作,因此在更多的家庭環境中使用時需要加熱器。 目前,它能保持記憶24 小時,與其他高溫記憶體相比,它的工作電壓更低。 此外,該團隊認為它還有可能開發出更先進的版本,能夠保存數千兆位元組的資料。
桑迪亞國家實驗室化學、燃燒和材料科學部資深科學家亞歷克-塔林(Alec Talin)說:「人們對使用人工智慧來改善這些極端環境下的監測工作很感興趣,但它們需要耗電大量的強大處理器晶片,而這些極端環境中的許多設備都有嚴格的電力預算。 。 “
該研究發表在Device。