研究人員在《Nature》論文中，具體宣傳了搭載這種技術(shù)的消耗較低功率的小型電子產(chǎn)品。

超級芯片!英特爾開發(fā)出Spintronics技術(shù)：芯片尺寸縮小五分之一 能耗減90%(圖源：CNet)

英特爾和加州大學(xué)伯克利分校的研究人員周一描述了這種“自旋電子學(xué)”技術(shù)，它可以將芯片元件尺寸縮小到目前尺寸的五分之一，同時將功耗降低90-97%。

如果成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，這將對全球的芯片業(yè)務(wù)產(chǎn)生很大影響，將幫助芯片產(chǎn)商們穩(wěn)定地提高處理能力和性能。目前，數(shù)十億美元的芯片處理器銷售受到威脅，更不用說極度依賴計(jì)算機(jī)核心的那些部分，而研究人員們正尋找更多的芯片替代技術(shù)。

今天的計(jì)算機(jī)芯片使用稱為晶體管的微小開關(guān)開關(guān)，通過啟動或停止電子流來處理數(shù)據(jù)。自旋電子學(xué)提供了一種執(zhí)行類似工作的方法，但具有更小、更節(jié)能的組件。

英特爾組件研究集團(tuán)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Sasikanth Manipatruni在一份聲明中說：“我們正在努力引發(fā)工業(yè)界和學(xué)術(shù)界對下一代晶體管的創(chuàng)新浪潮。”

自旋是一種量子力學(xué)性質(zhì)，可以使電子的運(yùn)動表現(xiàn)得像北極和南極的微小磁鐵。其方向可以在某一場域內(nèi)被操縱，以存儲和處理數(shù)據(jù)。英特爾-伯克利團(tuán)隊(duì)的論文探討的主要是使用自旋電子學(xué)創(chuàng)建計(jì)算機(jī)邏輯。

多年來，自旋電子學(xué)一直是處理器研究的一個有前途的途徑。實(shí)際上，使自旋電子學(xué)驅(qū)動的計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)用且價格合理仍然需要幾年的時間。英特爾經(jīng)常與學(xué)術(shù)研究人員合作，開展尚未做好制造準(zhǔn)備的早期基礎(chǔ)研究。

打破當(dāng)下傳統(tǒng)芯片“天花板”

幾十年來，芯片依賴于稱為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體或CMOS的技術(shù)。雖然CMOS電子元件仍遵循摩爾定律，但隨著元件大小越來越接近單個原子尺寸，局限性不可避免。

超級芯片!英特爾開發(fā)出Spintronics技術(shù)：芯片尺寸縮小五分之一 能耗減90%事實(shí)上，英特爾在引領(lǐng)行業(yè)數(shù)十年之后一直在努力實(shí)現(xiàn)這種體積的“小型化”精簡。但即使像三星和臺積電這樣的芯片制造商業(yè)也會遇到這些限制。

可以使用稱為自旋電子學(xué)的技術(shù)操縱鉍氧化鐵的晶體來存儲和處理數(shù)據(jù)。

英特爾-伯克利團(tuán)隊(duì)的此項(xiàng)合作——稱為“磁電旋轉(zhuǎn)軌道”(MESO)邏輯器件，涉及旋轉(zhuǎn)，其中包含稱為多鐵(multiferroics)的非常規(guī)材料。具體而言，它使用氧、鉍和鐵原子的晶格，提供有利的電和磁特性，因此外力可以存儲信息并在以后讀取。

它需要比CMOS晶體管更少的功率來將晶體從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)——從0到1或返回。研究人員表示，由于他們在不需要主動供電的情況下儲存信息，因此他們在閑置時提供更節(jié)能的睡眠狀態(tài)。

也就是說，目前計(jì)算機(jī)芯片均采用晶體管處理數(shù)據(jù)。自旋電子學(xué)也可以實(shí)現(xiàn)類似的功能，但需要的組件更小更節(jié)能。

最近對傳統(tǒng)芯片的速度提升，很大程度上是因?yàn)樾酒こ處熞恢痹谕顿Y專用芯片引擎，如用于圖形或人工智能計(jì)算的引擎，但通用計(jì)算速度的提升，將有助于更廣泛地加速軟件。