2941
Новий матеріал для пристроїв пам'яті дозволить економити мільярди доларів
Так, дані, записані на жорсткому диску, нікуди не зникають після відключення від живлення, завдяки використанню магнітного запису.
Разом з тим існують пристрої оперативної пам'яті, які виготовляються на основі конденсаторів або тригерів. Вони не здатні працювати без електрики. Тому, якщо випадково або навмисно позбавити комп'ютер енергії, оперативна пам'ять "забуде" всю записану інформацію.
Якщо розглядати зберігання всіх цих "тимчасових" даних в масштабах країни, то виходить, що на це потрібна величезна кількість електроенергії. Згідно з недавніми підрахунками, американці сумарно витрачають близько $6 мільярдів на рік на оплату електроенергії, затрачуваної на зберігання інформації в пристроях оперативної пам'яті.
Оскільки оперативна пам'ять використовується повсюдно в електроніці, розробників у всьому світі вже давно хвилює питання зниження енерговитрат, що виникають у зв'язку з цим.
Команді вчених зі США і Південної Кореї, мабуть, вперше вдалося вирішити дану проблему. У статті, опублікованій в журналі Nature, дослідники пишуть про унікальний матеріал, використання якого допоможе економити електрику.
За словами вчених, розробка може замінити в звичайному електричному конденсаторі напівпровідникового модуля пам'яті лінійний діелектрик.
Новий матеріал володіє сегнетоелектричним ефектом, при якому одна його частина накопичує негативний заряд, а інша - позитивний.
Перемикання зарядів на протилежний відбувається тільки за умови електричного поля, без якого кристал зберігає "записану інформацію" в початковому вигляді на досить довгий термін навіть без підживлення ззовні.
Виходить, якщо в класичній оперативній пам'яті постійно відбувається "регенерація" - періодичне зчитування та перезапис інформації, що зберігається (для чого необхідне постійне джерело живлення), то у випадку сегнетоелектриків енергія потрібна тільки для реального зчитування або запису.
Відзначимо, що сегнетоелектрики, як органічні, так і неорганічні, відомі вченим давно (більше 90 років). Деякі навіть використовуються в комп'ютерах. Однак неорганічні сегнетоелектрики дорогі у виробництві. Крім того, всі сегнетоелектрики проявляють ефект за дуже низької температури навколишнього середовища - близько -200°C. А це означає додаткові енерговитрати.
Вчені США і Південної Кореї шукали дешевий органічний сегнетоелектрик і майже випадково створили матеріал, який зберігає поляризацію (поділ зарядів) навіть за кімнатної температури.
У новому матеріалі молекули утворюють стійкі кристалічні структури, здатні до міжмолекулярного перенесення зарядів. В отриманих кристалах відбувається обмін електронами, де одні молекули віддають "зайві" частинки (донори), а інші їх приймають (акцептори)
Акцептором в даному випадку є піромеллітовий діімід (C10H4N2O4), а донором можуть бути нафталін (C10H8), пірен (C16H10) або тетратіафульвален ((H2C2S2C) 2).
Молекули донори та акцептори, які близько розташовані, утворюють пари, які також утворюють слабкі зв'язки з сусідніми парами. В результаті утворюються довгі ланцюги донорів-акцепторів, що легко перемикаються в стан з протилежною орієнтацією зарядів (умовно від 0 до 1 або від 1 до 0).
У разі успішного впровадження такого матеріалу у виробництво, відключення комп'ютера від електромережі не призведе до втрати даних, що зберігаються в "оперативці", так як утворені ланцюга нікуди не подінуться, поки на них знову не подіє електричне поле.
Перші коментарі, що стосуються відкриття, вже прозвучали в науковому середовищі. На думку фахівців університету Токіо (University of Tokyo), новий матеріал має великі перспективи і, фактично, є проривом у вирішенні проблем енергоефективності.
Євген Парамонов
За матеріалами: Вести.ru
Поділитися новиною
Також за темою
ЄС може дозволити смартфони без зарядного порту
Біткоїн може подорожчати до $1 млн — аналітик
Zoom оновлює інструменти для роботи
Photoshop вводить ШІ-асистента, який замінює професійне редагування фотографій текстовим або голосовим промптингом
Презентовано новий Nissan X-Trail 2026 (фото, відео)
SpaceX планує вихід на біржу Nasdaq
