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英特尔或将在下一代微处理器中采用新型量子材料

发布时间:2021-05-11  作者:亚博APP

本文摘要:英特尔的研究人员有可能早已研制出了一种需要代替几十年来微处理器、存储芯片和其他逻辑电路仍然用于的技术的替代品。

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英特尔的研究人员有可能早已研制出了一种需要代替几十年来微处理器、存储芯片和其他逻辑电路仍然用于的技术的替代品。这项研究很最重要,因为基于互补性水解金属半导体(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor,CMOS)技术的芯片早已相似其潜力的顶峰。

CMOS芯片是创建在通过由绝缘栅极掌控可转换的半导体电导彼此相连的晶体管基础之上的。自20世纪60年代以来,这项技术仍然为行业获取较好的性能,但近年来也沦为一个容许因素。这项技术的小型化——为了将更加多的晶体管PCB到电路板上并提升其计算能力——正在显得更加艰难。

因此,为了打造出更加强劲的微处理器,英特尔于是以致力于利用新的量子材料填补CMOS的严重不足。英特尔研究人员称之为,一种取名为“可拓展的节能型电动转动轨道逻辑”技术有可能就是这个问题的答案。

与CMOS比起,这种所谓的MESO技术有可能将微芯片的电压减少到CMOS的五分之一,当融合“超低睡眠中状态功率”的时候,能效可以提升10到30倍。英特尔研究人员在《大自然》杂志上公开发表的一篇论文中这样写到:“我们正在找寻革命性的、而不是演化性的、打破了CMOS时代的计算方法。MESO是环绕高压点对点和高压磁电机建构的,将量子材料创意与计算出来融合在一起。

我们对我们获得的进展深感十分激动,期望着未来需要展出更进一步减少电压的潜力。”英特尔研究人员早已用于由加州大学伯克利分校RamamoorthyRamesh和劳伦斯伯克利国家实验室研发的巨型电子和量子材料建构了MESO原型设备。

更加具体地说,MESO在室温下用于所谓的多铁材料,产生“磁矩-轨道切换效应”。该材料是磁性的——也就是原子全部偏移,如同少见的永久性磁铁——和铁磁性的,这两种状态是耦合在一起的,这意味著如果你转变其中一个,也要转变另一个。研究人员回应:“在MESO设备中,电场不会转变或旋转整个材料中的偶极子电场,这不会转变或旋转产生磁场的电子自旋,”研究人员说道。图注:多铁性材料铋-铁-氧化物的单晶。

铋原子(蓝色)在立方体的每个面上构成具备氧原子(黄色)的立方晶格,并且在中心附近构成铁原子(灰色)。略为背离中心的铁与氧相互作用以构成电偶极子(P),耦合到原子(M)的磁磁矩,从而旋转电场(E)偶极子也不会让磁矩再次发生旋转。

该材料中原子集体磁磁矩对二进制位0和1展开编码,从而可展开信息存储和逻辑运算。ConstellationResearch分析师HolgerMueller回应,英特尔的研究令人鼓舞,因为这对于大大超越微处理器发展障碍、符合下一代应用于工作阻抗市场需求来说是十分必要的。

Mueller说道:“通过MESO,英特尔向前迈进了关键一步,让多状态铁材料协助打造出更加高效的计算出来平台。这是一个充满希望的开端,现在这项新技术必需在实际应用于获得检验。”然而,这有可能还有很长一段路要回头。尽管MESO原型设备表明出有了具备前景的结果,但Ramesh回应,该技术仍正处于初期阶段,还必须展开更加多研究,实际设备仍有可能最少必须十年时间。

Ramesh说道:“还有很多工作要做到。2020-03-30 的电脑电压是3伏。Nature论文中提及的这个设备电压超过了100毫伏。我们必须更佳地去解读物理学。


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