Technologie | Věda | Rozhovory

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, Výzkum, Intel, Samsung, SSD, USB, Atom, Paměti, Základní schéma, Nová technologie, Cílová oblast, TSMC, Puls, Český tým, Mechanická konstrukce, Nový objev, Kvantový jev, Ionizující záření, Klasický tranzistor, Tesla, Velký problém, Velké plus, Cache procesor, Hard disk na Mall.cz


Určitě si přečtěte

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Elektřina se vyrábí v elektrárnách, ale do zásuvek v našich domovech to pak má ještě hodně daleko. Dnes se na tuhle dlouhou cestu podíváme.

David Polesný | 85

Více systémů na jednom počítači: Vybrali jsme nejlepší programy pro virtualizaci

Více systémů na jednom počítači: Vybrali jsme nejlepší programy pro virtualizaci

** Chcete na svém počítači vyzkoušet jiný operační systém? ** Jednoduchá cesta vede přes virtualizaci ** Přinášíme pět nejlepších programů virtualizaci operačních systémů

Karel Kilián | 104

Na čem běží Seznam.cz: Běžný standard už nestačí, přechází na vlastní cloud i servery

Na čem běží Seznam.cz: Běžný standard už nestačí, přechází na vlastní cloud i servery

** Seznam nám prozradil detaily k jeho nové platformě SCIF ** V rámci jednoho privátního cloudu sjednocuje většinu služeb ** Vedle softwaru vyvíjí i vlastní hardware

Karel Javůrek | 14

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