تُصنع أجهزة تخزين الكمبيوتر من مادة نتريد الألومنيوم الإسكنديوم الكهربي، والتي يمكنها تحمل درجات الحرارة القصوى. (الصورة: جامعة بنسلفانيا)

إن تطوير نظام تخزين حاسوبي جديد قادر على العمل في درجات حرارة عالية للغاية لدرجة أن الصخور تبدأ في الذوبان قد يمهد الطريق لأجهزة الكمبيوتر التي تعمل في البيئة القاسية على كوكب الزهرة.

يمكن أن تفشل أجهزة الذاكرة غير المتطايرة (NVM) الأكثر متانة اليوم، بما في ذلك محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD)، عند درجات حرارة تصل إلى 300 درجة مئوية. ومع ذلك، نجح العلماء في إنشاء واختبار ثنائي كهربائي حديدي جديد (جهاز تبديل أشباه الموصلات) يستمر في العمل لعدة ساعات حتى عند تسخينه إلى 600 درجة مئوية.

ويعني هذا أن أجهزة الاستشعار والحوسبة التي تستخدم الثنائيات يمكن وضعها في بيئات قاسية ــ مثل محطات الطاقة النووية، أو استكشاف النفط في أعماق البحار، أو الكوكب الأكثر سخونة في نظامنا الشمسي ــ حيث كانت لتفشل في السابق خلال ثوان.

تتكون أجهزة NVM من مادة تسمى نتريد سكانديوم الألومنيوم الكهربي (AlScN). إنها في طليعة علم المواد ولم تظهر كخيار لأشباه الموصلات عالية الأداء إلا في السنوات الخمس الماضية.

هنا، يعتمد الجهاز على ثنائي AlScN بسمك 45 نانومتر، وهو أصغر بـ 1800 مرة من عرض شعرة الإنسان.

يستخدم العلماء نتريد الألومنيوم الإسكنديوم لتطوير أجهزة كمبيوتر يمكنها العمل على كواكب شديدة الحرارة مثل كوكب الزهرة. (الصورة: SCIEPRO)

ومن بين أبرز النتائج التي توصل إليها الفريق هي أن الأجهزة يمكنها التعامل مع مليون دورة قراءة والحفاظ على نسبة تشغيل وإيقاف مستقرة لأكثر من ست ساعات، وهي نتيجة غير مسبوقة، كما قال ديرين برادهان، الباحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه في الهندسة الكهربائية والأنظمة في جامعة بنسلفانيا.

ويعتمد هذا العمل على الأبحاث الحالية حول أشباه الموصلات التي يمكنها أيضًا العمل في درجات حرارة شديدة. أضف هذه الذاكرة وسيكون لديك جهاز كمبيوتر قادر على العمل في أي مكان تقريبًا، كما يقول العلماء.

وقال ديب جاريوالا، الأستاذ المشارك في الهندسة الكهربائية والأنظمة في جامعة بنسلفانيا في الولايات المتحدة: "لا يتعلق الأمر فقط بتحسين المعدات، بل أيضًا بإحداث تقدم جديد في العلوم والتكنولوجيا".

وعلى وجه الخصوص، يقول العلماء إن عصرًا جديدًا من أجهزة الحوسبة الخالية من السيليكون قد يظهر، والتي تعمل على دمج الذاكرة والمعالجة معًا بشكل أوثق للمهام التي تعتمد على البيانات المكثفة مثل الذكاء الاصطناعي.

ويعتقد العلماء أن النهج الجديد - الجمع بين الذاكرة المقاومة للحرارة والمعالجات معًا - قد يؤدي في النهاية إلى معالجة الذكاء الاصطناعي في ظروف قاسية على كواكب أخرى.