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, Rozhovory, Intel, Výzkum, Atom, Samsung, SSD, USB, Paměti, Nový objev, Paměťový čip, Elementární částice, Elektron, První aplikace, Pevný disk, Zastaralé řešení, Moore, Vědecký tým, Tesla, Vyvinutý čip, TSMC, Stejný směr, MRAM, Reálný čas


Určitě si přečtěte

Tohle tak jednou zažít: Nová vzducholoď Airlander 10 s prosklenou podlahou

Tohle tak jednou zažít: Nová vzducholoď Airlander 10 s prosklenou podlahou

** Airlander 10 nabídne plavby vzduchem v interiéru s prosklenou podlahou ** Luxusní vzducholoď byla původně vyvíjena pro vojenské účely ** Počítá se s třídenními „kochacími“ výlety za poznáním

Karel Kilián | 7

Nedávno detekovaná potulná planeta je ohromné magnetické monstrum

Nedávno detekovaná potulná planeta je ohromné magnetické monstrum

** Astronomové nedávno zaznamenali pozoruhodné prvenství ** Poprvé s radioteleskopem detekovali planetární objekt za hranicemi Sluneční soustavy ** Stejně tak poprvé změřili magnetické pole takové planety

Stanislav Mihulka | 6

Jak horko bude ve vašem městě, až vám bude 80 let? Podívejte se, jak se projeví klimatické změny!

Jak horko bude ve vašem městě, až vám bude 80 let? Podívejte se, jak se projeví klimatické změny!

** Srpen byl třetí nejteplejší za posledních více než sto let ** Bude to ale daleko horší, jak ukazuje aplikace NYT ** V Praze vzroste počet horkých dní na čtyřnásobek

Karel Kilián | 21

Portál občana už funguje. Na státní web vypadá až překvapivě použitelně

Portál občana už funguje. Na státní web vypadá až překvapivě použitelně

** Portál občana už funguje, vyřídíte na něm první požadavky ** Funkce se budou postupně rozšiřovat ** Web je docela moderní a přehledný

David Polesný | 66

PortraitPro: Vyzkoušeli jsme program, který prý udělá z každé „žáby“ krasavici

PortraitPro: Vyzkoušeli jsme program, který prý udělá z každé „žáby“ krasavici

** V digitálním světě nemůžete věřit všemu ** Nová generace 3D fotoeditorů zvládne divy ** Vyzkoušeli jsme PortraitPro, který vám změní i kontaktní čočky

Jakub Čížek | 10


Jízdní řády Bileto
Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest: 13 grafických karet

Srovnání 7 dokovacích stanic s USB-C

Jak na perfektní noční fotografie

Kvalitní zdroje informací pro sebevzdělávání