KI-Computer können in rauen Umgebungen wie der Venus eingesetzt werden.

TPO – Extrem hitzebeständige Computerspeicher können bei Temperaturen wie auf der Venus betrieben werden und könnten unter extremen Bedingungen wie in Kernkraftwerken und sogar für zukünftige NASA-Missionen eingesetzt werden.

Computerspeichergeräte aus ferroelektrischem Aluminium-Scandium-Nitrid, die extremen Temperaturen standhalten können. (Foto: Universität von Pennsylvania)

Neue Computerspeicher, die bei so hohen Temperaturen funktionieren können, dass Gestein zu schmelzen beginnt, könnten den Weg für Computer ebnen, die in der rauen Umgebung der Venus eingesetzt werden können.

Die heutzutage robustesten nichtflüchtigen Speichermedien (NVM), darunter auch Solid-State-Drives (SSDs), können bei Temperaturen von bis zu 300 °C ausfallen. Wissenschaftler haben jedoch eine neue ferroelektrische Diode (ein Halbleiter-Schaltbauelement) entwickelt und getestet, die selbst bei Temperaturen von 600 °C noch stundenlang funktioniert.

Das bedeutet, dass Sensoren und Computergeräte mit Dioden in rauen Umgebungen eingesetzt werden können – wie etwa in Kernkraftwerken, bei der Tiefsee-Öl- und Gasexploration oder auf dem heißesten Planeten unseres Sonnensystems –, wo sie zuvor innerhalb von Sekunden versagt hätten.

NVM-Bauelemente werden aus einem Material namens ferroelektrisches Aluminium-Scandium-Nitrid (AlScN) hergestellt, das sich an der Spitze der Materialwissenschaft befindet und erst in den letzten fünf Jahren als Option für Hochleistungshalbleiter in Erscheinung getreten ist.

Hierbei handelt es sich um ein Gerät mit einer AlScN-Diode mit einer Dicke von 45 Nanometern, die 1800-mal kleiner ist als die Breite eines menschlichen Haares.

Wissenschaftler nutzen Aluminium-Scandium-Nitrid zur Entwicklung von Computern, die auf extrem heißen Planeten wie der Venus funktionieren können. (Foto: SCIEPRO)

Eine der bemerkenswertesten Erkenntnisse des Teams war, dass die Geräte eine Million Lesezyklen bewältigen und ein stabiles Ein-Aus-Verhältnis über mehr als sechs Stunden aufrechterhalten konnten – ein beispielloses Ergebnis, sagte Dhiren Pradhan, Postdoktorand im Bereich Elektrotechnik und Systemtechnik an der University of Pennsylvania in den USA.

Die Arbeit baut auf bestehenden Forschungen zu Halbleitern auf, die auch bei extremen Temperaturen funktionieren können. Fügt man diesen Speicher hinzu, erhält man einen Computer, der nahezu überall eingesetzt werden kann, so die Wissenschaftler.

„Es geht hier nicht nur um die Verbesserung der Ausrüstung, sondern auch um die Schaffung neuer Schritte in Wissenschaft und Technologie“, sagte Deep Jariwala, außerordentlicher Professor für Elektrotechnik und Systemtechnik an der University of Pennsylvania, USA.

Insbesondere sagen Wissenschaftler voraus, dass eine neue Ära siliziumfreier Computergeräte entstehen könnte, die Speicher und Verarbeitung enger integrieren, um datenintensive Aufgaben wie künstliche Intelligenz (KI) zu ermöglichen.

Wissenschaftler glauben, dass der neue Ansatz – die Kombination von hitzebeständigem Speicher und Prozessoren – letztendlich zur KI-Verarbeitung unter extremen Bedingungen auf anderen Planeten führen könnte.

Ha Thu

Laut Live Science