Nuevos dispositivos de memoria permitirían a computadoras operar en Venus sin derretirse en el intento
Nuevos dispositivos de almacenamiento informático, capaces de operar a temperaturas tan altas que la roca comienza a derretirse, podrían abrir el camino para computadoras que funcionen en los entornos más extremos de la Tierra y, por primera vez, en Venus.
Crédito: MysteryPlanet.com.ar.
Los dispositivos de memoria no volátil (NVM) más resistentes actualmente —que incluyen las unidades de estado sólido (SSD)— fallan cuando las temperaturas alcanzan los 300 °C. Sin embargo, científicos han creado y probado un nuevo diodo ferroeléctrico (un dispositivo de conmutación de semiconductores) que continuó funcionando durante horas incluso a 600 °C.
Esto significa que los sensores y dispositivos informáticos que utilizan el diodo podrían colocarse en entornos extremos, como plantas nucleares, exploración petrolera y de gas en campo profundo, o el planeta más caliente de nuestro sistema solar, donde anteriormente habrían fallado en segundos.
1.800 veces más delgado que un cabello humano
El dispositivo de memoria no volátil (NVM), descrito en un artículo publicado en la revista Nature Electronics, está fabricado con un material llamado nitruro de aluminio y escandio ferroeléctrico (AlScN). Se encuentra a la vanguardia de la ciencia de materiales, habiendo surgido como una opción para semiconductores de alto rendimiento en los últimos cinco años.
Como con cualquier molécula, la clave es la proporción de átomos. En este caso, el dispositivo se basó en un diodo de AlScN de 45 nanómetros de grosor, 1.800 veces más delgado que un cabello humano.
Crédito: Universidad de Pensilvania.
«Si es demasiado delgado, la actividad aumentada puede provocar difusión y degradar el material», dijo Dhiren Pradhan, investigador postdoctoral en ingeniería eléctrica y de sistemas en la Universidad de Pensilvania, en un comunicado. «Si es demasiado grueso, se pierde la conmutación ferroeléctrica que buscábamos, ya que el voltaje de conmutación se escala con el grosor y hay una limitación en los entornos operativos prácticos. Así que mi laboratorio y el laboratorio de Roy Olsson trabajaron juntos durante meses para encontrar este grosor ideal».
Uno de los hallazgos más notables del equipo es que los dispositivos podían soportar un millón de ciclos de lectura y mantener una relación estable de encendido-apagado durante más de seis horas. En el artículo, el equipo describió este resultado como «sin precedentes».
Desde el interior de la Tierra hasta el infernal Venus
El trabajo se basa en investigaciones existentes sobre semiconductores que también pueden operar a temperaturas extremas. Al añadir esta memoria a un procesador, se obtiene una computadora que puede funcionar casi en cualquier lugar, dijeron los autores del estudio.
Los micrófonos de la misión soviética Venera 13 (1982) captaron los sonidos del viento venusiano, la primera grabación de sonido en un planeta diferente a la Tierra. El módulo de aterrizaje, que operó durante 127 minutos en la superficie —casi tres veces más de lo planeado—, también envió fotos en color y analizó una muestra del suelo de Venus, o regolito.
«Desde perforaciones en la tierra profunda hasta exploración espacial, nuestros dispositivos de memoria de alta temperatura podrían llevar a una informática avanzada donde otros dispositivos electrónicos y de memoria fallarían», afirmó Deep Jariwala, profesor asociado de ingeniería eléctrica y de sistemas en la Universidad de Pensilvania. «Esto no se trata solo de mejorar dispositivos; se trata de abrir nuevas fronteras en la ciencia y la tecnología».
Inteligencia artificial en otros mundos
En particular, los científicos dijeron en su artículo que podría surgir una nueva era de dispositivos informáticos no basados en silicio que integren memoria y procesamiento más cerca para tareas intensivas en datos, como la inteligencia artificial (IA).
«Los dispositivos convencionales que utilizan pequeños transistores de silicio tienen dificultades para funcionar en entornos de alta temperatura», añadió Jariwala. «Por eso se utiliza actualmente la tecnología de carburo de silicio, pero es mucho más lenta que el silicio natural en términos de potencia de procesamiento, y la informática intensiva en datos no puede realizarse actualmente en entornos hostiles».
Pero los científicos creen que un nuevo enfoque, combinando memoria y procesador resistentes al calor en un paquete ultra denso, finalmente puede llevar al procesamiento de IA en condiciones extremas en otros planetas.
Fuente: Penn Today. Edición: MP.
