Budoucnost elektroniky: čeští vědci stojí za revolučním čipem, který nemá ve světě obdoby

  • Čeští vědci pod vedením Tomáše Jungwirtha vyvíjí nový typ revolučního paměťového čipu
  • Zatímco v současnosti elektronika pracuje s elektrony, v budoucnu to budou spiny elektronů
  • Čipy budou moci být klidně i 1 000x rychlejší a úspornější
Kapitoly článku

Vědecký tým pod vedením Tomáše Jungwirtha před několika měsíci představil jako první na světě revoluční typ paměťového čipu, který využívá spintroniky a antiferomagnetických materiálů v mikroelektronice. Nejedná se tak přímo o výzkum samotné fyziky (to už představili dříve), ale přímo aplikační nasazení do reálného zařízení, kterým je v tomto případě jednoduchý paměťový čip.

Současný stav magnetických pamětí

Současné polovodičové paměti se rozlišují na několik druhů, které se liší jak rychlostí, tak i kapacitu (dle ceny) a schopností udržet data i po odpojení napájení. Přímo v procesoru tak máme několikaúrovňovou cache (SRAM), dále od procesoru je operační paměť (DRAM) a nejdále a také nejpomalejší (odezva i propustnost) je pak SSD případně i pevný disk nebo pásky.

Magnetické paměti a spintronika se snaží vše vyřešit tak, aby stačil jeden druh paměti, která by byla rychlá, levná a udržela data i bez napájení. Dnešní MRAM nastupující do hromadné výroby (Samsung a další) jsou dobré až po úroveň DRAM, tedy maximálně jako náhrady operační paměti. Pro použití přímo v procesoru (jako SRAM) už je ale nutná mnohem vyšší rychlost zápisu.

Klepněte pro větší obrázek
Tomáš Jungwirth v laboratoři

Tomáš Jungwirth a jeho tým vstoupil do oblasti spintroniky v rámci „Spin Hall“ jevu už před více než 10 lety, který je teprve nyní ve fázi implementace do budoucích verzí MRAM a pracuje na nich Samsung, Intel a další. Díky novým objevům se českému týmu podařilo získat lokální i mezinárodní granty v hodnotě kolem půl miliardy korun, které tak konečně mohli použít pro stavbu slušně vybavené malé laboratoře pro výrobu demonstračních čipů, jež lze rychle v malém počtu vyrábět a vyvíjet.

Zmenšování čipů naráží na problémy

Tento rok se dočkáme prvních 7nm čipů, které budou umístěné v hromadně prodávaných mobilních telefonech. TSMC už oznámilo plány na 5nm, ale i 3nm a 2nm čipy, avšak dále je jasné, že nastává obrovský problém. Jak upozorňuje Tomáš Jungwirth, s touto velikostí jednotlivých prvků (tranzistorů) už jde jen o jednotlivé atomové vrstvy a jakmile se dostanete na takovou úroveň, už se nejedná o chování krystalu, ale přichází kvantové jevy, kdy elektrony prochází i „pevnou“ překážkou, což znamená konec veškeré nastavené logiky v čipu.

Moorův zákon sice platil několik desítek let, ale v posledních letech nastal velký problém – neúměrně rychle začala stoupat cena za vývoj a hromadnou výrobu čipů. Takže i když takové čipy bylo možné vyrobit, zvyšující se náklady zabily spoustu výrobců a v rámci té nejpokročilejší technologie už přežívá jen několik (Intel, Samsung nebo TSMC). Každý další stupeň je tak mnohem náročnější a už neplatí, že cena za tranzistor by se držela samotného Moorova zákona.

Témata článku: Technologie, Věda, Intel, Výzkum, Samsung, Rozhovory, SSD, USB, Atom, Paměti, Čip, Atomové jádro, Základní funkce, Elektrický náboj, Paměť cache, Mangan, Kvantový jev, Mobilní zařízení, Paměťový čip, Magnetická paměť, První aplikace, Logická operace, Operační paměť, Velká kapacita, Slepá ulička, Paměti na Heureka.cz



Jak stáhnout video z Youtube: 10 nejlepších nástrojů

Jak stáhnout video z Youtube: 10 nejlepších nástrojů

** Vybrali jsme deset nejlepších nástrojů pro stahování videa z YouTube ** Můžete si vybrat, jestli chcete aplikaci, doplněk do browseru nebo webovou službu ** Videa z YouTube poté můžete sledovat offline

Karel KiliánStanislav Janů
TipyNejlepší programy
Antimalware Norton 360 těží kryptoměny. Výrobce si nechává 15% provizi, uživatelé jsou zmatení

Antimalware Norton 360 těží kryptoměny. Výrobce si nechává 15% provizi, uživatelé jsou zmatení

** Norton chrání před těžarskými skripty, sám přitom takový obsahuje ** Některým uživatelům se spouští, aniž by o tom věděli ** Jeho zrušení není úplně triviální

Petr Urban
AntivirusKryptoměnyBezpečnost
Dead Drops: Nejpomalejší internet na světě je připravený pro planetu po apokalypse

Dead Drops: Nejpomalejší internet na světě je připravený pro planetu po apokalypse

** V roce 2010 se začala rodit síť mrtvých schránek Dead Drops ** Byly jich tisíce, časem se na ně ale zapomnělo ** Vypravili jsme se ke schránce č. 595, která funguje dodnes

Jakub Čížek
ZajímavostiÚložiště
Už nikdy nekopírujte a nevkládejte příkazy z webových stránek – můžete tak ohrozit Windows i Linux

Už nikdy nekopírujte a nevkládejte příkazy z webových stránek – můžete tak ohrozit Windows i Linux

** Kopírujete někdy příkazy z webových stránek? ** Pak byste toho měli hodně rychle nechat! ** Můžete totiž zkopírovat škodlivý kód

Karel Kilián
KódJavascriptBezpečnost
Webkamera pro Teams má vypnutý mikrofon. Hovadina roku 2021 od Microsoftu [komentář]

Webkamera pro Teams má vypnutý mikrofon. Hovadina roku 2021 od Microsoftu [komentář]

** Microsoft Modern Webcam je certifikovaná pro Teams. ** Webkamera má standardně vypnutý mikrofon. ** Mikrofon není certifikovaný pro použití v Teams.

Petr Urban
Microsoft TeamsWebkameraMicrosoft
Jak se šíří covid v Česku: Čerstvá data, účinek očkování, mapy okresů, srovnání se světem. Pravidelně aktualizované grafy

Jak se šíří covid v Česku: Čerstvá data, účinek očkování, mapy okresů, srovnání se světem. Pravidelně aktualizované grafy

** Vývoj COVID-19 v Česku: nakažení, úmrtí, testovaní, hospitalizovaní ** Mapa podle okresů, přehled podle věku, situace v Evropě i ve světě ** Pravidelně aktualizované grafy a mapy

Marek Lutonský
COVID-19Koronavirus
Šedý trh s předplatným se vymyká kontrole. Spotify, Netflix nebo Disney+ můžete mít doslova za pár korun

Šedý trh s předplatným se vymyká kontrole. Spotify, Netflix nebo Disney+ můžete mít doslova za pár korun

** Sdílení účtů mezi kamarády je jen začátek ** Dnes letí nákupy předplatných v Indii nebo na Aliexpressu ** Superlevné „netflixy“ ale mohou nakonec spíš škodit

Lukáš Václavík
PředplatnéNetflixSpotify
Navrhli jsme si základní desku Bobík 32S2. Stálo to pár dolarů a za čtyři dny dorazila z Asie

Navrhli jsme si základní desku Bobík 32S2. Stálo to pár dolarů a za čtyři dny dorazila z Asie

** Dnes si ukážeme, že design tištěného obvodu zvládne i zelenáč ** Díky editoru EasyEDA si vystačíte s webovým prohlížečem ** Hotovou desku vyrobí hongkongský JLCPCB

Jakub Čížek
BastleníDIYPojďme programovat elektroniku
Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co nového se zase objevilo na Street View

Šmírování kamerami Googlu: Koukněte, co nového se zase objevilo na Street View

Google stále fotí celý svět do své služby Street View. A novodobou zábavou je hledat v mapách Googlu vtipné záběry. Podívejte se na výběr nejlepších!

redakce
Mapy GoogleStreet View