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극한의 온도를 견딜 수 있는 강유전체 알루미늄 스칸듐 질화물로 만든 컴퓨터 저장 장치. (사진: 펜실베이니아 대학교) |
바위가 녹기 시작할 정도로 높은 온도에서도 작동할 수 있는 새로운 컴퓨터 저장장치는 금성의 혹독한 환경에서도 작동할 수 있는 컴퓨터의 길을 열어줄 수 있습니다.
오늘날 가장 내구성이 뛰어난 비휘발성 메모리(NVM) 장치, 특히 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 최대 300°C의 고온에서도 고장날 수 있습니다. 그러나 과학자들은 600°C까지 가열해도 몇 시간 동안 작동하는 새로운 강유전체 다이오드(반도체 스위칭 소자)를 개발하고 테스트했습니다.
즉, 다이오드를 사용하는 센서와 컴퓨팅 장치를 원자력 발전소, 심해 석유 탐사 또는 태양계에서 가장 뜨거운 행성과 같은 혹독한 환경에 설치할 수 있다는 의미입니다. 이전에는 이러한 환경에서 이 장치를 설치하면 몇 초 만에 고장이 났을 것입니다.
NVM 장치는 강유전체 알루미늄 스칸듐 질화물(AlScN)이라는 소재로 만들어집니다. 이 소재는 재료 과학의 최첨단 기술이며, 지난 5년 동안 고성능 반도체의 새로운 대안으로 부상했습니다.
이 장치는 두께가 45나노미터인 AlScN 다이오드를 기반으로 하는데, 이는 인간 머리카락 두께보다 1,800배 더 작습니다.
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과학자들은 금성과 같은 매우 뜨거운 행성에서 작동할 수 있는 컴퓨터를 개발하기 위해 알루미늄 스칸듐 질화물을 사용하고 있습니다. (사진: SCIEPRO) |
펜실베이니아 대학의 전기 및 시스템 공학 박사후 연구원인 디렌 프라단은 이 팀의 가장 놀라운 발견 중 하나는 이 장치가 100만 회의 읽기 사이클을 처리하고도 6시간 이상 안정적인 켜짐-꺼짐 비율을 유지할 수 있었다는 점인데, 이는 전례 없는 결과라고 말했습니다.
이 연구는 극한 온도에서도 작동할 수 있는 반도체에 대한 기존 연구를 기반으로 합니다. 과학자들은 이 메모리를 추가하면 거의 모든 곳에서 작동할 수 있는 컴퓨터가 탄생한다고 말합니다.
미국 펜실베이니아 대학교의 전기 및 시스템 공학과 부교수인 딥 자리왈라는 "이것은 단순히 장비를 개선하는 것이 아니라 과학과 기술에 새로운 발전을 가져오는 것입니다."라고 말했습니다.
특히 과학자들은 인공 지능(AI)과 같은 데이터 집약적 작업을 위해 메모리와 처리 기능을 더욱 긴밀하게 통합한 실리콘 없는 컴퓨팅 장치의 새로운 시대가 도래할 수 있다고 말합니다.
과학자들은 내열 메모리와 프로세서를 결합하는 새로운 접근 방식이 결국 다른 행성의 극한 환경에서 AI를 처리하는 데에도 활용될 수 있을 것으로 믿고 있습니다.
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