По словам Даррела Шлома, сегнетоэлектрические транзисторы концептуально меняют порядок загрузки и хранения данных в компьютерных системах

Предложенный ими сегнетоэлектрический материал обеспечивает хранение транзисторами информации после отключения питания. (Сегодня сегнетоэлектрики широко применяются в смарт-картах, используемых в метро и банкоматах, а также в топливных картах.) В реализации проекта принимали участие ученые из Университета Пенсильвании, Корнеллского университета и Северо-западного университета.

Новая технология поможет пользователям экономить время, мгновенно возвращая свои мобильные компьютеры в то состояние, в котором они находились перед выключением. Например, если в памяти ноутбука перед выключением хранился документ Word, то после включения питания этот документ сразу отобразится на экране.

"Все происходит мгновенно, -- пояснил профессор кафедры материаловедения Университета Пенсильвании Даррел Шлом. -- Как только вы подаете питание, компьютер возвращает вас к тем операциям, которые вы выполняли перед выключением, и сразу оказывается готов к работе".

Функции быстрой загрузки и сегодня присутствуют в ряде ноутбуков и в большинстве мобильных устройств, однако возврат к предыдущему состоянию, как правило, невозможен. А ноутбуки способны быстро вернуться к тем операциям, которые они выполняли перед выключением, лишь тогда, когда находятся в спящем режиме, но в этом случае у них расходуется энергия батарей.

Проведенные исследования открывают дорогу к созданию нового поколения высокоскоростной памяти с низким энергопотреблением. Для пользователей мобильных компьютеров это выражается в сокращении времени загрузки операционной системы с устройств хранения (например, с жестких дисков). Кроме того, сегнетоэлектрик позволит сохранить данные при внезапном отключении питания.

В ходе проекта изучались вопросы построения сегнетоэлектрических гибридных транзисторов, способных сохранять данные и после отключения питания.

За основу исследователи взяли титанат стронция. Разместив его на кремнии, они перевели сегнетоэлектрик в состояние, в котором он сохранял информацию даже после отключения питания. При этом ученым удалось исключить промежуточные слои, затрудняющие размещение материала на кремнии.

Как правило, при отключении питания напряжение с транзисторов исчезает, а после его подачи утерянные данные приходится восстанавливать заново. Для этого соответствующая информация предварительно сбрасывается в энергонезависимую память (например, на жесткий диск), после чего повторно считывается оттуда. Все эти операции требуют времени. Сегнетоэлектрические транзисторы не теряют магнитного поля даже после исчезновения поля электрического, что обеспечивает сохранность данных.

"Новая технология позволяет загружать операционную систему способом, отличающимся от того, который применяется в памяти DRAM, жестких дисках и твердотельных накопителях, -- подчеркнул Шлом. -- Сегнетоэлектрические транзисторы концептуально меняют порядок загрузки и хранения данных".

Об уникальных особенностях сегнетоэлектрических транзисторов исследователи из Bell Labs впервые заговорили еще в 1955 году. Благодаря последним достижениям ученым удалось сделать значительный шаг вперед, но для создания мгновенно загружаемого компьютера предстоит приложить еще немало усилий. И конкретные сроки никто пока назвать не может.

В исследованиях принимали участие специалисты Национального института стандартов и технологий США, а также компаний Motorola и Intel. Работы финансировались Национальным научным фондом и правительством США.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями