Kabul edelim: Moore Yasası tamamen ölmemiş olsa da, bir süredir yaşam destek ünitesinde. Üretim süreçlerinin iyileştirilmesinden ve basit transistör boyutunun küçültülmesinden kaynaklanan “kolay” performans artışlarının olduğu günler çoktan geride kaldı. Bu günlerde, yarı iletken performansını yıldan yıla iyileştirmek isteyen Ar-Ge ekipleri, yalnızca transistör mimarisinin kendisine değil, aynı zamanda malzeme mühendisliğine de dalmak zorunda. Periyodik tabloda bulunan elementleri keşfetmek, yarı iletkenlere silikonun sağlayabileceğinden daha performanslı, daha küçük ve enerji açısından verimli bir tasarım sağlayabilir. Şimdi, Stanford’daki Mühendislik Okulu’ndan bir araştırma ekibi dünyanın en değerli metallerinden birine dönüştü – paladyum – daha hızlı, daha soğuk ve enerji açısından daha verimli bellek mimarileri için potansiyel bir mekan olarak.
Araştırma ekibinin yaklaşımı, İnternet çağından geçiş yaptığımız ve zaten AI çağında diz boyu olduğumuz varsayımına dayanıyor. Stanford Üniversitesi Mühendislik Okulu’nda Leland T. Edwards Profesörü olan Shan Wang’a göre, araştırmanın arkasındaki fikir, “kalp krizi gibi şeyler için ev bilgisayarınızda, telefonunuzda veya akıllı saatinizde yerel olarak eğitim vererek uçta yapay zekayı etkinleştirmek” idi. algılama veya konuşma tanıma.”
Yine de bunu yapmak için, mevcut teknolojik mahsulümüzün yeterli olmayacağını ekledi; tek bir ürün bile piyasaya sürülmeden basında tekrar açılıp kapanan bir tür hafızaya ihtiyacımız var: memristörler. Memristörler, verileri hafıza bankalarında tutmak için sürekli bir elektrik akışı gerektirmeyen, geçici olmayan bir hafıza türüdür (memristör teknolojisinin daha ayrıntılı bir dökümü için burayı kontrol edin). Makalenin ilk yazarı Mahendra DC bunu en iyi şekilde açıkladı: “Mevcut teknolojiyle duvara tosluyoruz” diyor DC. “Yani başka hangi seçeneklerimiz olduğunu bulmalıyız.”
Bu duvarı yıkmak için araştırmacılar, bir memristör tasarımının gün ışığını görmesini sağlamak için gerekli özelliklere sahip olduğu için bir paladyum, manganez paladyum üç bileşiğini seçtiler. Kontrol listesinin bir kısmı mevcut yarı iletken üretim teknolojimizle ilgilidir: Yeni yarı iletken tasarımları için düşünülen herhangi bir malzeme, alet ve tedarik hatlarının silikon aleminde yerleşik olduğu gerçeğiyle ilgilenmelidir. Bu nedenle, herhangi bir alternatif bileşik, kapsamlı (ve pahalı) süreç değişikliklerine gerek kalmadan ideal olarak mevcut üretim süreçlerine yerleştirilebilecektir.
Manganez paladyum üç bu amaca uyuyor, ancak bileşiğin en önemli özelliği, parçacıklarının bellek depolama cihazları haline gelmek için manipüle edilme şeklidir. Buradaki bilgiler, NAND flash gibi standart bellek cihazlarında olduğu gibi bir voltaj durumundan değil, döndürmek bileşiğin elektronlarının yönelimi. Esasen, araştırmacılar bir elektronun manyetik alanını, merkezini kuzey ve güney kutupları arasında zıplatarak manipüle edebiliyorlar. Daha sonra bu dönüş yönlerinden biri (kuzey-güney veya güney-kuzey) 1 veya 0’ı temsil edecek şekilde yapılır – bildiğimiz şekliyle hesaplamanın arkasındaki ikili sistemin kilidi açılır. Gerekli bir kısaltma için “döndürme yörünge tork manyetoresistif rasgele erişim belleği” veya SOT-MRAM olarak adlandırılan bu döndürmeli veri depolama yöntemi, verileri mevcut teknolojinin izin verdiğinden daha hızlı ve daha verimli – ve aynı zamanda daha yüksek yoğunluklarda – depolama potansiyeline sahiptir.
Tabii ki, tüm bu araştırmalarda büyük bir uyarı var: Paladyum şu anda neredeyse altın kadar pahalı ama aynı zamanda çok daha nadir bir meta. Daha da kötüsü, dünyadaki paladyumun %40’ı şu anda Güney Afrika’da çıkarılıyor ve %44 daha fazlası Rusya’da çıkarılıyor. Dolayısıyla paladyum mevcudiyeti, denklemin lojistik ve jeopolitik yönünden başlı başına bir sorun olabilir. Bunun ötesinde, SOT-MRAM için artan paladyum talebi kesinlikle fiyatını daha da yükseltecektir. Tüm bunların, yeni transistör tasarımları yapılırken dikkate alınması gerekecektir.
Sonuç olarak, araştırma umut verici, ancak son on yıldaki (ve daha uzun süredir) tüm memristör haberlerinde olduğu gibi, görünüşe göre hala meşhur sarı tuğlalı yolun başında duruyoruz. Sonunda kaleyi görüp görmediğimiz veya ne zaman gördüğümüz, geleceğin bize söyleyeceği şey.