Las computadoras generalmente se vuelven un poco inestables cuando las metes en el horno por un tiempo, pero los ingenieros de la Universidad de Michigan están buscando cambiar eso desarrollando una nueva memoria de computadora que pueda funcionar a la temperatura del plomo fundido.
Hoy en día, las computadoras están en casi todas partes y los “casi” rápidamente se van por la ventana. Hace sólo 40 años, tener un ordenador (singular) en el coche, por ejemplo, era un verdadero tema de conversación. En 2024, un automóvil promedio tendrá alrededor de 100 computadoras repartidas en sus diversos sistemas ejecutando 100 millones de líneas de código.
El problema es que a medida que las computadoras amplían sus aplicaciones, terminan en entornos muy hostiles a los microchips de silicio. Funcionan bien a temperatura ambiente, pero a medida que se calientan, la forma en que los electrones fluyen a través de los semiconductores comienza a alterarse. Cuando alcanzan los 150 °C (300 °F), el flujo de electricidad se vuelve incontrolable y puede comenzar a hacer cosas desagradables como borrar la memoria del dispositivo.
La unidad de memoria caliente en su cámara de pruebas.
Brenda Ahearn/Universidad de Michigan, Facultad de Ingeniería, Comunicaciones y Marketing
Eso ya es bastante malo en nuestro ejemplo de automóvil, donde los chips se instalan en puntos invernadero como el motor o los frenos. Cuando se utilizan en motores a reacción, fundiciones, reactores de fusión y sondas espaciales con destino a Venus, la situación se vuelve intolerable.
Es por eso que el equipo de Michigan está trabajando en una nueva memoria de computadora que puede almacenar y reescribir información incluso cuando se calienta a más de 600 °C (1100 °F). Lo logra haciendo un semiconductor a partir de capas de óxido de tantalio y metal de tantalio con un electrolito sólido entre ellas. En lugar de moverse entre electrones para almacenar datos, el chip de memoria utiliza iones de oxígeno extraídos a través de tres electrodos de platino.
Según el equipo, el proceso se parece menos a una memoria estándar y más al funcionamiento de una batería. En otras palabras, no es tanto electrónico sino electroquímico. Sacar iones de oxígeno del óxido de tantalio deja una pequeña mancha de metal de tantalio. Estos cambios hacen que las capas actúen como aislante o conductor, produciendo dos estados de voltaje que permiten almacenar la información como unos y ceros.
La unidad de memoria caliente necesita un calentador cuando se utiliza en entornos de baja temperatura.
Brenda Ahearn/Universidad de Michigan, Facultad de Ingeniería, Comunicaciones y Marketing
Hasta ahora, todo bien. Desafortunadamente, la nueva memoria solo funciona a temperaturas superiores a 500 °F (250 °C), por lo que se requiere una unidad calefactora cuando se trata de entornos más domésticos. Actualmente, ha podido conservar su memoria durante 24 horas y, en comparación con otras memorias de alta temperatura, funciona a voltajes más bajos. Además, el equipo considera que tiene potencial para dar lugar a versiones más avanzadas capaces de almacenar gigabytes de datos.
“Hay mucho interés en utilizar la IA para mejorar la monitorización en estos entornos extremos, pero requieren chips de procesador robustos que funcionen con mucha energía, y muchos de estos entornos extremos también tienen presupuestos de energía estrictos”, dijo Alec Talin, un Científico senior del Departamento de Química, Combustión y Ciencia de Materiales de los Laboratorios Nacionales Sandia. “Los chips informáticos en memoria podrían ayudar a procesar algunos de esos datos antes de que lleguen a los chips de IA y reducir el uso general de energía del dispositivo”.
La investigación fue publicada en Dispositivo.
Fuente: Universidad de Michigan
