Исследовательская группа из Университета Южной Калифорнии случайно обнаружила решение сразу двух основных проблем, связанных с развитием дата-центров – это уменьшение затрат энергии на функционирование чипов и их охлаждение. Ученые проводили эксперименты со структурами на основе гафния и выявили, что одна из форм может выдерживать температуру до 700℃. Мемристор, созданный из этого материала, успешно выполнял вычисления и сохранял данные на протяжении 50 часов при такой температуре, но вскоре само испытательное оборудование не выдержало.
Ранее максимальной температурой для любой электроники считались 200℃, что значительно ограничивало её использование, например, в недрах Земли, реакторах или при исследовании Венеры. Даже в защищенных вариантах температура приводит к ускоренной миграции атомов металлов, в результате чего материал просто разрушается изнутри. Однако в сочетании графена с вольфрамом этого не происходит, что и дало возможность разработать уникальный мемристор.
Устройство имеет три слоя в своей конструкции. Высокая температура плавления вольфрама обеспечивает долговечность, оксид гафния придаёт стабильность в качестве керамического изолятора. А эластичность и уникальные химические свойства графена предотвращают короткое замыкание устройства при экстремальных температурах. И всё это очень надёжно – мемристор выдержал более миллиарда переключений с частотой в наносекунды.
Что ещё более значимо, мемристор осуществляет матричное умножение через прямые физические процессы. Именно на такие операции приходится 92 % работы современных, крайне несовершенных алгоритмов ИИ. Таким образом, у инженеров появляется возможность создать эффективный чип, который потребляет минимальное количество энергии и почти не нуждается в охлаждении. Однако такой чип не появится в ближайшее время, поскольку в мире пока не налажено промышленное производство графена, в отличие от вольфрама и гафния.
