AI計算機或可在極端環(huán)境中運行，如金星

一種能夠在極高溫度下運行的新型計算機存儲設備，有望在地球上最嚴酷的環(huán)境中使用，甚至首次在金星上運行。

當前最堅固的非易失性存儲器（NVM）設備，包括固態(tài)硬盤(pán)（SSD），在溫度達到572華氏度（300攝氏度）時(shí)會(huì )失效。但科學(xué)家們創(chuàng )造并測試了一種新的鐵電二極管（半導體開(kāi)關(guān)裝置），即使在溫度升至1112華氏度（600攝氏度）時(shí)仍能連續工作數小時(shí)。

這意味著(zhù)，使用這種二極管的傳感器和計算設備可以放置在極端環(huán)境中，例如核電站、深井油氣勘探，甚至我們的太陽(yáng)系中最熱的行星——金星，這些環(huán)境中以前的設備在幾秒鐘內就會(huì )失效。

創(chuàng )新材料：鋁鈧氮化物

這種NVM設備使用了一種稱(chēng)為鐵電鋁鈧氮化物（AlScN）的材料。該材料是材料科學(xué)的前沿成果，僅在過(guò)去五年內才成為高性能半導體的選擇。

與任何分子一樣，關(guān)鍵在于原子的比例。在這里，設備基于一個(gè)厚度為45納米的AlScN二極管——這個(gè)厚度是人類(lèi)頭發(fā)寬度的1800倍。

研究團隊的一個(gè)重要發(fā)現是，這些設備可以承受一百萬(wàn)次讀取周期，并在超過(guò)六小時(shí)內保持穩定的開(kāi)關(guān)比。在論文中，團隊將這一結果描述為“前所未有”。

應用前景

這一研究建立在現有的可在極端溫度下運行的半導體研究基礎上?？茖W(xué)家們表示，將這種存儲器添加到處理器中，可以制造幾乎可以在任何地方工作的計算機。

“從地球深處鉆探到太空探索，我們的高溫存儲設備可以在其他電子設備和存儲設備會(huì )失敗的地方實(shí)現先進(jìn)的計算，”賓夕法尼亞大學(xué)電氣與系統工程系副教授迪帕克·賈里瓦拉在聲明中說(shuō)?！斑@不僅僅是關(guān)于改進(jìn)設備，而是關(guān)于在科學(xué)和技術(shù)的新前沿領(lǐng)域開(kāi)辟新的可能?！?/p>

特別是，科學(xué)家們在論文中提到，一種新的非硅計算設備時(shí)代可能會(huì )到來(lái)，這些設備將存儲和處理更緊密地集成在一起，以應對數據密集型任務(wù)，如人工智能（AI）。

新的技術(shù)挑戰與機遇

“使用小硅晶體管的傳統設備在高溫環(huán)境中難以工作，”賈里瓦拉補充道。因此，目前使用的是碳化硅技術(shù)，但它在處理速度方面遠不如天然硅，并且數據密集型計算目前無(wú)法在嚴酷環(huán)境中進(jìn)行。

但科學(xué)家們相信，通過(guò)將耐熱存儲器和處理器整合到一個(gè)超密集的封裝中，可以最終實(shí)現其他行星上的AI處理能力。

這種新型計算機存儲設備不僅有望在極端環(huán)境中運行，還可能引領(lǐng)我們進(jìn)入一個(gè)新的科學(xué)與技術(shù)前沿，實(shí)現以前難以想象的任務(wù)和應用。