Мемристор для Венеры: как ученые из США сделали память, которая не боится 700 °C

В сфере искусственного интеллекта произошло заметное событие. Lulu_Luna 16 минут назад Мемристор для Венеры: как ученые из США сделали память, которая не боится 700 °C Уровень сложности Простой Время на прочтение 8 мин Охват и читатели 277 Блог компании МТС Инженерные системы * Энергия и элементы питания Научно-популярное Производство и разработка электроники * Мнение Есть у современной электроники одна очень человеческая слабость — она плохо переносит жару. Мы можем запускать нейросети с миллиардом параметров, строить огромные дата-центры и всерьез обсуждать колонизацию других планет, пока не мешает физика. К сожалению, вся вычислительная цивилизация сталкивается с ограничениями, когда внешняя температура поднимается выше 200 °C.

Однако исследователи из Университета Южной Калифорнии нашли выход. Они создали мемристор, который продолжает работать при температуре 700 °C — это выше температуры расплавленной лавы. О том, что вообще такое мемристор, как ученые сделали открытие, почему это новый шаг для развития ИИ и неужели люди скоро полетят на Венеру, — в статье.

Технические детали

Жара как старый враг электроники Вся современная электроника живет в довольно узком температурном коридоре. Мы к этому настолько привыкли, что почти не замечаем горячий смартфон, шумный кулер у ноутбука или инфраструктуру охлаждения рядом с ЦОД. Проблема в том, что тепло для электроники — это не просто вопрос комфорта: при росте температуры атомы в материалах становятся подвижнее, границы между слоями теряют стабильность, а утечки тока растут.

В определенный момент устройство не столько ломается, сколько перестает быть предсказуемым, а для вычислений это почти одно и то же. Именно поэтому большинство кремниевых чипов эффективны примерно до 125–150 °C, а уже после 200 °C начинают выходить из строя. Это не случайное ограничение и не недоработка инженеров, а следствие самой физики материалов, на которой построена вся индустрия.

Мы научились компенсировать это охлаждением, защитой, резервированием, но по сути просто обошли проблему, а не решили ее. Однако решение есть, и скрыто оно в мемристоре. Мемистор, мемристор и старая мечта об умной памяти В начале 1960-х Бернард Уидроу занимался вещами, которые сегодня мы бы назвали ранним машинным обучением, хотя тогда это выглядело скорее как инженерный эксперимент на стыке электроники и психологии.

Отраслевые последствия

Его система ADALINE пыталась имитировать работу нейрона через изменение весов, и для этого требовался элемент, который мог бы не просто проводить ток, а менять свое состояние в зависимости от того, что через него уже прошло. Так появился мемистор (да, именно так) — трехполюсное устройство с изменяемым сопротивлением, которое, по сути, «помнило» свою историю. Это была вполне прикладная штука, на которой работали реальные нейросетевые схемы вроде MADALINE.

Cоветский мемистор СЗР-2 Через десять лет американский инженер-электрик Леон Чуа формулирует идею мемристора как четвертого базового элемента электрической цепи.

Этот прогресс даёт важные сигналы о будущем отрасли, и технологический мир внимательно наблюдает.