В метеорите с Марса учёные разглядели образ древней Земли

Кому-то это покажется странным, но на Землю достаточно часто прилетают метеориты с Марса. Они оказываются выброшенными с Красной планеты в космос либо во время извержения вулканов, либо после удара особенно крупного астероида. Для земной науки это пока единственная возможность изучить состав Марса без путешествия на другую планету. Более того, изучение марсианских метеоритов позволяет разглядеть в них образ Земли в древние эпохи.

 Источник изображения: Scripps Institution of Oceanography/UC San Diego

Источник изображения: Scripps Institution of Oceanography/UC San Diego

«Марсианские метеориты — единственные физические материалы, которые у нас есть с Марса, — пояснил геолог Джеймс Дэй (James Day) из Института океанографии им. Скриппса. — Они позволяют нам проводить точные измерения, а затем количественно оценивать процессы, происходившие внутри Марса и вблизи марсианской поверхности. Они предоставляют прямую информацию о составе Марса, которая может послужить основой для научной миссии на месте, такой как продолжающаяся там работа марсохода Perseverance».

Дэй с коллегами заново изучил два марсианских метеорита — один, упавший в 1815 году в Шассиньи (Франция), а другой — обнаруженный в 1905 году в Нахле (Египет). Эти образцы отличаются по составу, за что каждый из них отнесли к типу, названному в честь места нахождения. Метеориты типа шассиньи почти полностью состоят из оливина, а нахлиты — базальтовые с включением авгита и оливина. На Земле базальты более распространены в земной коре, а оливин — в мантии. Марс в этом плане ничем не отличается от нашей планеты.

После тщательного изучения и сравнения двух видов горных пород и их уникальных химических характеристик, исследователи смогли определить, что они образовались в одном и том же вулкане на Марсе около 1,3 млрд лет назад. Их различие связано с процессом, называемым фракционной кристаллизацией, когда различные условия заставляют жидкую магму затвердевать до различных состояний.

Нахлиты оказались частью марсианской коры, а шассиньиты были глубже, представляя собой часть мантии. Более того, некоторые из нахлитов находились достаточно близко к коре планеты, чтобы взаимодействовать с атмосферой Марса и изменяться под её воздействием.

«Определив, что нахлиты и шассиньиты происходят из одной вулканической системы и что они взаимодействовали с марсианской корой, подвергаясь воздействию атмосферы, мы можем идентифицировать новый тип горных пород на Марсе, — пояснили учёные. — Благодаря существующей коллекции марсианских метеоритов, все из которых вулканического происхождения, мы можем лучше понять внутреннюю структуру Марса».

Но и это не всё. На Земле породы перемешивались в процессе движения тектонических плит. На Марсе этого не было, поэтому подземные породные резервуары там остались в неизменном виде с древнейших времён, такими, например, какими они были на доисторической Земле. Образцы этих пород, буквально доставленные к нашему порогу, дают возможность взглянуть, в том числе, на геологию прошлого Земли.

Nissan намерена создать электромобили по цене машин с ДВС к концу десятилетия

В конце этой недели в календаре Nissan Motor завершится 2023 фискальный год, и компания провела накануне мероприятие, на котором рассказала о новом бизнес-плане до 2030 года. Он подразумевает существенное наращивание объёмов продаж продукции и достаточно активный переход на электротягу. К концу весны 2030 года Nissan рассчитывает добиться равенства себестоимости электромобиля и машины с ДВС.

 Источник изображения: Nissan Motor

Источник изображения: Nissan Motor

Надо сказать, что подобный прогноз кажется довольно консервативным на фоне заявлений некоторых сторонних аналитиков, которые предрекают достижение подобной переломной точки значительно ранее, но Nissan Motor обладает достаточным опытом в массовом производстве электромобилей, чтобы к мнению этой компании можно было прислушиваться. По крайней мере, до экспансии продукции Tesla на протяжении нескольких лет самым распространённым электромобилем в мире оставался именно Nissan Leaf.

К слову, японский автопроизводитель надеется выпустить достойную замену этой модели, не считая таковой существующий кроссовер Ariya. За счёт различных мероприятий, включающих самостоятельную разработку и выпуск тяговых аккумуляторов различного химического состава, Nissan планирует снизить себестоимость электромобилей нового поколения на 30 % по сравнению с Ariya. Именно за счёт этого к 2030 году и будет достигнут паритет между электромобилями марки и машинами с ДВС на уровне себестоимости.

В целом в ближайшие три года Nissan собирается вывести на рынок 30 новых моделей, причём 16 из них будут оснащены тяговыми электродвигателями в той или иной комбинации, а 14 ограничатся использованием только ДВС. К 2026 году компания рассчитывает обновить 60 % ассортимента моделей с ДВС. К тому же моменту Nissan собирается увеличить объёмы продаж автомобилей на 1 млн штук, а норма операционной прибыли превысит 6 %. С 2027 года процесс разработки электромобилей будет оптимизирован, к 2030 году новые инициативы обеспечат компанию дополнительной выручкой в размере $16,5 млрд. За период с 2024 по 2030 годы Nissan должна представить 34 модели автомобилей с тяговыми электродвигателями. В 2026 году они будут формировать до 40 % продаж продукции Nissan, к 2030 году эта доля достигнет 60 %.

В США компания к 2026 году намеревается обновить 78 % ассортимента моделей, включая машины с фирменной системой гибридного привода e-POWER. В Китае будут представлены восемь новых моделей с тяговыми электродвигателями, четыре из них будут носить марку Nissan, а с 2025 года китайские машины начнут поставляться на экспорт. В Европе к 2026 году будут представлены шесть новых моделей, а доля «чистокровных» электромобилей в локальной линейке Nissan достигнет 40 %. На домашнем рынке Японии к 2026 году не менее 70 % реализуемой продукции этой марки будет использовать тяговые электродвигатели.

Тяговые батареи Nissan будет совершенствовать как в сегменте классического состава NCM (никель, кобальт, марганец), так и в сегменте LFP (фосфат железа), а также твердотельных батарей. Классические аккумуляторы NCM компания хочет научить заряжаться на 50 % быстрее и увеличить плотность хранения заряда в них на те же 50 %. Выпуск недорогих LFP-батарей компания надеется в Японии, что позволит вывести на местный рынок электромобили стоимостью около $11 000. Как и твердотельные аккумуляторы, все эти батареи перспективных типов начнут поставляться в 2027 или 2028 году.

Toyota показала уменьшенные ДВС, которым не нужны бензин и дизель — они могут работать даже на водороде

Оставаясь крупнейшим автопроизводителем в мире, японская корпорация Toyota Motor продолжает настаивать, что в обозримом будущем двигатели внутреннего сгорания никто не вытеснит с рынка, а потому имеет смысл вкладывать средства в оптимизацию их конструкции и характеристик. Toyota, Subaru и Mazda продемонстрировали прототипы новых ДВС, которые способны работать на различных видах топлива и лучше приспособлены к интеграции в гибриды.

 Двухлитровый ДВС, способный работать на водороде. Источник изображений: Toyota Motor

Двухлитровый ДВС, способный работать на водороде. Источник изображений: Toyota Motor

Совместная презентация трёх компаний проходила под лозунгом Multipathway Workshop, который подразумевает наличие нескольких альтернативных путей достижения углеводородной нейтральности в сфере транспорта. Японские автопроизводители дали понять, что ДВС на новом этапе своей эволюции должны быть приспособлены к работе с новыми типами топлива, включая и углеродно-нейтральные. В частности, Toyota уже давно ведёт разработки по использованию сжиженного водорода в качестве топлива для ДВС, и силовые установки нового поколения будут приспособлены к нему наряду с биотопливом. В целом, Toyota в сотрудничестве с японскими топливными и химическими компаниями разрабатывает виды топлива, которые позволяют ДВС не выбрасывать углекислый газ в качестве побочного результата эксплуатации.

Toyota демонстрировала на мероприятии два рядных четырёхцилиндровых ДВС нового поколения, объёмом 1,5 и 2,0 литра, которые получились на 10 % компактнее и легче применяемых сейчас корпорацией двигателей сопоставимого объёма. Фактически, старшая модель объёмом два литра превосходит по мощности турбированный двигатель объёмом 2,4 литра, но при этом оказывается легче и компактнее. Важно, что эти двигатели изначально рассчитаны на использование различных видов топлива, включая биотопливо и сжиженный водород. Когда Toyota выведет такие ДВС на рынок, не уточняется, но компания ставит перед собой цель сделать это до очередного ужесточения экологических норм.

 Прототип двухроторного ДВС марки Mazda. Источник изображений: Toyota Motor

Прототип двухроторного ДВС марки Mazda. Источник изображений: Toyota Motor

Важно, что сниженная масса и габариты новых ДВС сами по себе положительно влияют на экологию. Более лёгкий двигатель позволит снизить вес авто, а это означает меньший расход топлива и заряда тяговой батареи, если речь идёт о гибридах. Уменьшенные габариты позволяют ниже опустить крышку капота, как поясняет Toyota, а это благоприятно сказывается на аэродинамике и всё том же расходе топлива. Новое семейство двигателей оптимизировано для использования в гибридных силовых установках.

Subaru идёт традиционным для себя путём, пытаясь сохранить оппозитную компоновку ДВС с низким центром тяжести, но также предусматривает использование таких двигателей в гибридных силовых установках и их работу на сжиженном водороде.

 Макет однороторного ДВС марки Mazda. Источник изображений: Toyota Motor

Макет однороторного ДВС марки Mazda. Источник изображений: Toyota Motor

Компания Mazda возрождает идею использования роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания на легковом транспорте. На стенде автопроизводитель продемонстрировал прототип двухроторного двигателя такого типа, а также прототип однороторного ДВС, который предназначен для интеграции в гибридную силовую установку.

Руководство Toyota считает, что в этом десятилетии аккумуляторным электромобилям не удастся завоевать более 30 % мирового рынка. В структуре продаж автомобилей самой Toyota в первом квартале 40 % занимали гибриды с ДВС, но на долю подзаряжаемых гибридов, аккумуляторных электромобилей и машин с водородными топливными ячейками пришлось не более 2,9 % из тех 2,4 млн автомобилей, которые Toyota реализовала за период.

«Джеймс Уэбб» приблизил учёных к разгадке тайны пухлой экзопланеты с плотностью хлопка

Из более чем 5000 экзопланет учёные открыли единицы объектов с крайне низкой плотностью, которые стали называть пухлыми планетами (puffy planet). Загадку одной из таких планет, похоже, помог разгадать космический телескоп им. Джеймса Уэбба. Вчера в журнале Nature одновременно вышли две статьи, которые объясняют, как могла образоваться планета с плотностью хлопка.

 Художественное представление экзопланеты. Источник изображения: NASA

Художественное представление экзопланеты WASP-107b. Источник изображения: NASA

«Данные «Уэбба» говорят нам, что планеты, подобные WASP-107b, не должны были формироваться каким-то странным образом со сверхмалым ядром и огромной газовой оболочкой, — пояснил Майкл Лайн (Michael Line), экзопланетолог из Университета штата Аризона. — Вместо этого мы можем взять что-то более похожее на Нептун, с большим количеством камня и не таким большим количеством газа, просто увеличить температуру и это придаст ему тот вид, который мы наблюдаем [в случае WASP-107b]».

Экзопланета WASP-107b была обнаружена в 2017 году у звезды на удалении 200 световых лет в созвездии Девы. Размеры WASP-107b примерно соответствуют размерам Юпитера, но её масса составляет всего 12 % от массы этого газового гиганта. Это делает экзопланету такой же пухлой, как разогретый в микроволновке зефир. Исходя из этих данных, экзопланета WASP-107b должна обладать экстремально небольшим каменистым ядром.

Наблюдения показали, что атмосфера экзопланеты раздута сильнее, чем показывает моделирование. Хотя планета вращается очень близко к своей звезде (на расстоянии примерно равном 1/7 от Меркурия до Солнца), энергии звезды не хватило бы, чтобы нагреть и раздуть атмосферу экзопланеты до фиксируемых размеров. Будь ядро у экзопланеты больше, за время её существования атмосфера бы стала меньше за счёт остывания, но этого тоже нет.

Больше ясности внёс космический телескоп «Уэбб», который дополнил предыдущие наблюдения «Хаббла» и одно прежнее собственное наблюдение. В спектре атмосферы экзопланеты учёные не обнаружили метан, хотя другие углеродсодержащие газы легко и обильно в ней распознавались. Это заставило сделать предположение, что ядро экзопланеты нагрето намного сильнее ожидаемого. Если это так, тот метан ещё в ядре планеты распадается на монооксид углерода и углекислый газ. Но откуда же берётся избыточное тепло, если энергии звезды недостаточно для нагрева?

Как заявляют учёные, экзопланета WASP-107b вращается вокруг своей звезды по вытянутой орбите. Благодаря этому недра экзопланеты подвергаются приливной деформации. Именно эти процессы дают избыточное тепло, которое сильнее разогревает газы в ядре и нижние слои атмосферы. Внизу метан быстро распадается, а интенсивное перемешивание газа в атмосфере вымывает метан также из верхних её слоёв. Тем самым учёные объяснили сразу две загадки экзопланеты, почему она такая рыхлая и почему в её атмосфере нет метана. А ещё на этой экзопланете идут дожди из песка. Но это уже другая история.

Энтузиаст с нуля создал видеокарту и запустил на ней Quake

Разработчик игрового программного обеспечения Дилан Бэрри (Dylan Barrie) создал собственную видеокарту. Проект FuryGPU, которым он в одиночку занимался в свободное от работы время, потребовал четырёх лет. За этот период Бэрри успел значительно подтянуть знания в инженерном деле, а именно в разработке графических ускорителей и их программировании. Его видеокарта формата PCIe, основанная на платформе Xilinx FPGA, способна запускать игру Quake.

 Источник изображений: Dylan Barrie

Источник изображений: Dylan Barrie

Идея создать собственную видеокарту посетила Бэрри после его знакомства с проектом другого энтузиаста, Бена Итера (Ben Eater), собравшего с нуля программируемый 8-битный компьютер. Как можно увидеть на фотографиях, видеокарта FuryGPU выглядит как вполне типичный графический ускоритель PCIe 20-летней давности. Правда, он оснащён современными видеоразъёмами DisplayPort и HDMI. В рамках этого проекта было создано не только аппаратное обеспечение. По словам Бэрри, на самом деле самой сложной частью разработки было написание драйверов для Windows.

Бэрри начал реализовывать свою мечту о создании видеокарты после того, как взял в руки макетную плату Arty Z7 с FPGA и провёл предварительную разработку и тестирование. Впоследствии проект получил импульс благодаря дебюту системных модулей Xilinx Kria SoM (System-on-Modules), сочетающих в себе «безумно дешёвые ПЛИС Zynq UltraScale+ с массой модулей DSP, сравнительно большим количеством LUT и FF, а также усиленное ядро PCIe», объясняет энтузиаст.

Чтобы перейти от макетной платы к дизайну видеокарты, которую можно видеть на фотографиях, Бэрри самостоятельно изучил язык описания и верификации оборудования SystemVerilog, а также программный пакет KiCAD EDA/CAD для проектирования электроники. По его словам, для разработки схемы FuryGPU с 4-канальным PCIe потребовались титанические усилия, даже при наличии схемы FPGA, встроенной в SoM. После сборки FuryGPU он принялся за написание для неё программного обеспечения.

По словам энтузиаста, разработка драйвера Windows для FuryGPU оказалась «самой болезненной» частью всего проекта, даже несмотря на то, что последние 14 лет его основная деятельность была связана с программным обеспечением рендеринга графики в индустрии разработки игр. Изначально Бэрри лишь хотел создать видеокарту и доказать, что она работает, запустив на ней простой демо-ролик. Однако с развитием проекта энтузиаст поставил перед собой цель добиться приемлемого уровня производительности видеокарты в классической ПК-игре Quake.

После написания драйвера для Windows он также написал кастомный API для его взаимодействия с GPU, драйверы ядра Windows для дисплея и звука, и в итоге получил «полноценный графический ускоритель, способный отрисовывать Quake при 60 кадрах в секунду».

Ещё месяц назад Бэрри опубликовал ускоренное видео, на котором Quake работал на данной видеокарте в разрешении 720p с частотой кадров до 44. Однако, по словам разработчика, карта способна на большее. Он обнаружил некоторые узкие места, которые будет устранять при оптимизации.

FuryGPU является открытым проектом. Бэрри собирается опубликовать на сайте проекта статью, в которой подробно опишет весь процесс разработки видеокарты, опубликует схемы, драйверы, API, дополнительные материалы, а также порт игры Quake, оптимизированной под этот ускоритель.

Продажи смартфонов в Европе закончили трёхлетнее падение, но до полного восстановления рынка ещё далеко

В первом квартале 2024 года поставки смартфонов в Европе выросли на 10 % по сравнению с тем же периодом прошлого года. Рынок показал рост впервые с третьего квартала квартала 2021 года, сообщила аналитическая компания Counterpoint Research со ссылкой на данные своего сервиса Market Monitor.

 Источник изображений: Counterpoint Research

Источник изображений: Counterpoint Research

Вместе с тем аналитики Counterpoint Research отметили, что поставки всё ещё значительно ниже допандемийного уровня, и с учётом того, что в первом квартале 2023 года в Европе были самые низкие поставки за более чем десятилетие, о настоящем росте рынка говорить пока рано.

Комментируя динамику продаж смартфонов, заместитель директора Counterpoint Ян Стрияк (Jan Stryjak) отметил улучшение макроэкономических условий в регионе. По его словам, новый оптимизм рынку добавили некоторые впечатляющие новые устройства, особенно от таких производителей, как Samsung, Xiaomi и Honor.

У Samsung в отчётном квартале наблюдался рост год к году на 7 %, положивший конец серии спадов, начавшейся в последнем квартале 2021 года. Поставки Apple снизились на 1 %, поскольку продажи iPhone 15 снижаются в рамках сезонных колебаний. Так как в 2024 году выход iPhone SE не ожидается, поставки продолжат падение до выхода iPhone 16 позднее в этом году, прогнозирует Counterpoint Research.

Европейские поставки Xiaomi выросли на 11 % в годовом исчислении. Устройства компании пользуются успехом в Западной Европе, особенно в Испании и Италии. Но в то же время у них возникли трудности в Центральной и Восточной Европе, где под давлением Samsung и Tecno доля Xiaomi упала до самого низкого уровня с первой четверти 2022 года.

Поставки Realme увеличились на 59 % благодаря росту продаж в Западной Европе, а также восстановлению позиций на некоторых ключевых рынках, таких как Италия и Испания. Также был отмечен рост продаж в Центральной и Восточной Европе, особенно в Турции, Украине и Венгрии.

И, наконец, Honor увеличила поставки на 67 % в годовом сопоставлении, обойдя Oppo и впервые заняв пятое место в Европе. Этому способствовал рост продаж в Западной Европе, увеличившихся за год более чем вдвое.

Говоря о перспективах рынка, Ян Стрияк отметил, что надеяться на возврат к допандемийному уровню в ближайшее время пока не приходится.

Google начала показывать результаты ИИ-поиска пользователям, которые не активировали эту функцию

Компания Google продолжает развивать собственную поисковую систему, которая ранее получила функцию отображения сводки ответов на введённый запрос и ссылок на источники, подбираемые с помощью генеративного ИИ. Ранее для использования этого нововведения нужно было активировать опцию Search Generative Experience (SGE) на платформе Search Labs. Теперь же подобранные ИИ ответы стали появляться в выдаче всех пользователей поисковика в США.

 Источник изображения: Pixabay

Источник изображения: Pixabay

По данным источника, Google активировала функцию ИИ-поиска для «небольшого процента поискового трафика в США», в связи с чем пользователи на территории страны могут увидеть сгенерированный нейросетью раздел, даже если они не активировали соответствующую опцию.

Напомним, Google представила функцию SGE на ежегодной конференции I/O в мае прошлого года, вскоре после того, как открыла доступ к своему чат-боту Bard, который в настоящее время носит имя Gemini. К ноябрю прошлого года эта функция была развёрнута в 120 странах и могла обрабатывать запросы на множестве языков, но по-прежнему оставалась отключённой по умолчанию.

 Источник изображения: Google

Источник изображения: Google

На данном этапе Google будет показывать пользователям сгенерированный ИИ блок при обработке сложных запросов или в случаях, когда поисковик посчитает, что пользователю будет полезно получить информацию по интересующему его вопросу из нескольких источников. Также отмечается, что сгенерированный нейросетью блок будет выводиться только в случаях, когда алгоритм определит, что результат работы ИИ предоставляет более качественную информацию, чем обычная поисковая выдача. Вероятно, Google проводит тестирование функции ИИ-поиска, чтобы получить больше отзывов от пользователей с целью дальнейшей интеграции нейросетей в свой поисковик.

Nothing предложила пользователям приложить руку к созданию спецверсии смартфона Phone (2a)

Nothing объявила о запуске программы The Community Edition Project, в рамках которой сообществу пользователей устройств компании предлагается поучаствовать в создании особой версии смартфона Phone (2a). Эта «первая в своём роде инициатива совместного творчества» продлится в течение полугода и будет разделена на несколько этапов.

 Источник изображений: Nothing

Источник изображений: Nothing

Компания предлагает сообществу принять участие в создании дизайна особой версии смартфона, обоев, упаковки и маркетинге. Авторы идей, которые признают лучшими по итогам голосования, будут иметь возможность прямого сотрудничества с командой разработчиков Nothing для воплощения своих идей в жизнь. The Community Edition Project стартует 26 марта, когда все желающие смогут оставить свои идеи касательно дизайна устройства на сайте компании. Победитель этапа будет напрямую работать с лондонской командой промышленного дизайна Nothing.

Второй этап начнётся в мае и будет посвящён дизайну обоев для специальной версии смартфона. Победившая коллекция обоев будет предустановлена на устройстве к моменту начала его продаж. В июне начнут приниматься идеи касательно упаковки для Nothing (2a), а заключительный этап стартует в июле и будет полностью посвящён маркетингу. Для участия в последнем этапе нужно придумать и представить творческие предложения по маркетингу Phone (2a). Все четыре победителя будут приглашены в Лондон на презентацию смартфона.

Основатель Nothing Карл Пей (Carl Pei) выразил уверенность в том, что стирание границ между компанией и сообществом является хорошей идеей. Он также не исключил, что в будущем пользователи будут иметь возможность вносить изменения в код Nothing OS или участвовать в создании других продуктов компании.

Лидеры ведущих ИИ-компаний прибыли на секретное заседание Бильдербергского клуба

Лидеры ведущих компаний в области ИИ, такие как Google DeepMind, Microsoft AI, Anthropic и Mistral AI, вошли в состав элитной группы из более чем 130 политических лидеров, глав государств и крупнейших корпораций мира, собравшихся на очередную встречу Бильдербергского клуба. Закрытая встреча членов клуба открылась в Мадриде.

 Источник изображения: Tatiana Balletti/Unsplash

Источник изображения: Tatiana Balletti/Unsplash

На прошлогодней встрече Бильдербергского клуба тема стремительного развития искусственного интеллекта уже занимала одно из центральных мест в повестке дня. В этом году дискуссии вновь сосредоточатся на текущем состоянии технологий ИИ, вопросах этики и безопасности их использования.

Помимо руководителей технологических компаний, в конференции примут участие такие влиятельные фигуры, как глава Citigroup Джейн Фрейзер (Jane Fraser), экс-глава Google Эрик Шмидт (Eric Schmidt), гендиректор Pfizer Альберт Бурла (Albert Bourla), глава Shell Ван Бил Саван (Wael Sawan), а также известный инвестор и миллиардер Питер Тиль (Peter Thiel).

Участие специалистов по ИИ в заседаниях Бильдербергского клуба, хотя мы и не знаем их суть, — довольно значимое событие, показывающее, что мировые «аналоговые» элиты сходятся во мнении, что технологии ИИ могут изменить будущее человечества. Созданный в 1954 году американскими и европейскими политиками Бильдербергский клуб многие считают «мировым теневым правительством», оказывающим существенное влияние на происходящее в мире. Например, конспирологи среди прочего обвиняют клуб в финансовом кризисе 2008 года и разработке планов по уничтожению 80 % населения Земли.

Как и на всех предыдущих встречах Бильдербергского клуба, все дискуссии и переговоры будут строго конфиденциальными. Участники не имеют права разглашать ни суть обсуждений, ни личности выступающих — это прописано в правилах, установленных клубом. По словам организаторов, подобный закрытый формат призван создать условия для более откровенного и открытого обмена мнениями по самым острым вопросам современности. Таким образом, мы вряд ли узнаем, к каким выводам по вопросу ИИ придут участники клуба.

Учёные научились изменять проводимость транзисторов с электронной на дырочную и обратно «на лету»

Исследователи из Венского технологического университета (TU Wien) представили набор базовых логических схем на реконфигурируемых транзисторах (RFET). Проводимость транзисторов RFET можно менять в любое время, что открывает путь к адаптивной логике вплоть до тонкой подстройки самообучающихся процессоров.

 Источник изображения: TU Wien

Источник изображения: TU Wien

Учёные из Австрии разработали базовый подход к созданию RFET ещё три года назад. Сегодня они впервые показали, что транзисторы с изменяемой проводимостью могут работать в составе базовых логических схем, и их логика может меняться по команде.

Сегодня проводимость транзисторов — электронная или дырочная — закладывается в процессе обработки кремниевых пластин на этапе легирования. Это химико-физическое внесение тех или иных примесей в транзисторные каналы, которые делают их либо избыточно насыщенными электронами, либо электронными вакансиями — дырками. Тем самым в канале транзистора будет движение электронов или дырок, что предопределит его работу в составе электронной схемы. Представьте на минуту, что мы получаем возможность на лету поменять проводимость транзисторов. Очевидно, что схема начнёт работать по-иному.

Исследователи из Венского технологического университета предложили метод электростатического легирования. Изначально транзисторные каналы создаются нейтральными, но затем к ним может быть приложено электромагнитное поле, которое в зависимости от полярности насытит канал либо электронами, либо дырками. Для этого достаточно разместить над каналом транзисторов RFET один дополнительный электрод — его учёные назвали «программным вентилем». Правильная команда на все программные вентили перестроит транзисторы и всю логику чипа, если каждый из её транзисторов будет реконфигурируемым.

«В наших реконфигурируемых устройствах [с нелегированными полупроводниковыми каналами] мы добавляем дополнительные электроды, так называемый ”программный вентиль» поверх каждого перехода металл-полупроводник, чтобы отфильтровывать нежелательный тип носителей заряда, — поясняют разработчики из TU Wien. — При помощи второго электрода поверх полупроводникового канала, так называемого «управляющего затвора», протеканием тока через устройство управляют для включения и выключения транзистора (как в классических МОП-транзисторах)».

Учёные отдают себе отчёт, что транзистор RFET не может быть таким же маленьким, как обычный полевой транзистор. Как минимум этого не позволит дополнительный электрод в его составе. В то же время с учётом оптимизации работы логики за счёт RFET общее количество транзисторов в микросхеме может быть меньше, чем в случае универсального решения на обычных транзисторах. Наконец, реконфигурировать можно не весь процессор, а только отдельные его элементы, ответственные за какие-то специфические и непостоянные функции. В любом случае, оптимизированный чип будет меньше греться и быстрее считать.

«Наши реконфигурируемые транзисторы позволяют реконфигурировать блоки передачи информации на фундаментальном уровне, а не заниматься её передачей в стационарные функциональные блоки, — пояснил профессор факультета твердотельной электроники в Венском техническом университете Уолтер М. Вебер (Walter M. Weber). — Это означает, что природа нашего подхода является весьма перспективной для реконфигурируемых вычислений и приложений искусственного интеллекта».

Очевидно, что RFET не заменят обычные транзисторы в подавляющем большинстве решений, но в отдельных случаях изобретение может помочь в создании более передовых и функционально насыщенных чипов. В конечном итоге можно выпускать базовые «обезличенные» наборы логических схем, цепи которых будут создаваться потом по мере необходимости и в соответствии с решаемыми задачами.

Реконфигурируемые транзисторы открывают возможности для решений аппаратной безопасности, новых приложений в аналоговых схемах и достижений в области нейроморфных вычислений, делая возможным даже производство самообучающихся и адаптивных решений.