Инженеры из Калифорнийского университета, Риверсайд, сообщили о достижениях в спинтронных устройствах, которые помогут привести к новой технологии для вычислений и хранения данных. Они разработали методы для обнаружения сигналов от спинтронных компонентов из недорогих металлов и кремния, которые преодолевают серьезный барьер для широкого применения спинтроники. Раньше такие устройства зависели от сложных структур, в которых использовались редкие и дорогие металлы, такие как платина. Исследователей возглавлял Сандип Кумар (Sandeep Kumar), доцент кафедры машиностроения.

Спинтронные устройства обещают решить серьезные проблемы в современных компьютерах, поскольку последние используют огромное количество электроэнергии и выделяют тепло, которое требует дополнительной энергии для охлаждения. Напротив, спинтронные устройства генерируют мало тепла и используют относительно незначительное количество энергии. Спинтронные компьютеры не требуется энергии для хранения данных в памяти. Они также могут мгновенно загружаться и имеют потенциал стать намного более мощными, чем современные компьютеры.

В то время как электроника зависит от заряда электронов для генерации бинарных единиц или нулей, спинтроника основывается на спинах электронов. Спинтронные материалы регистрируют двоичные данные посредством ориентации спинов «вверх» или «вниз» - подобно северу и югу на стержневых магнитах. Основным препятствием для развития спинтронных устройств является генерирование и обнаружение крайне малых электрических спиновых сигналов в спинтронных материалах.

В одной из статей, опубликованных в журнале «Applied Physics Letters», Кумар и его коллеги сообщили об эффективном методе обнаружения спиновых токов в простом двухслойном сэндвиче из кремния и сплаве никель-железа под названием пермаллой. Все три компонента являются недорогими и могут служить основой для коммерческих спинтронных устройств. Они также работают при комнатной температуре. Слои были созданы с помощью широко используемых процессов производства электроники, называемых распылением.

В своих экспериментах исследователи нагрели одну сторону двуслойного сэндвича пермаллой-кремний, чтобы создать температурный градиент, который генерировал электрическое напряжение в двухслойном сэндвиче. Напряжение было вызвано феноменом, известным как спиновый эффект Зеебека. Инженеры нашли, что они могут обнаружить возникающий спиновый ток в двухслойной структуре из-за другого явления, известного как «обратный спиновый эффект Холла».

Исследователи заявили, что их результаты могут быть применены для эффективного магнитного переключения состояний в компьютерной памяти, и «эти научные прорывы могут дать толчок» развитию таких устройств. В более широком плане они пришли к выводу, что их результаты перемещают вездесущий Si (кремний) в авангард исследований в области спинтроники и закладывают основу энергосберегающих кремниевых спинтронных и калоритронных устройств».

В двух других научных работах исследователи продемонстрировали, что они могут генерировать ключевое свойство для спинтронных материалов, называемое антиферромагнетизмом, в кремнии. Достижение открывает важный путь к коммерческой спинтроники, говорят исследователи, учитывая, что кремний недорогой и может быть изготовлен с использованием зрелой технологии, имеющей долгую историю применения в электронике.

Ферромагнетизм является свойством магнитных материалов, в которых магнитные полюса атомов ориентированы в одном направлении. Напротив, антиферромагнетизм является свойством, в котором напряженности магнитного поля в соседних атомах ориентированы в противоположных направлениях. Эти «магнитные моменты» обусловлены спином электронов в атомах и являются центральными для применения материалов в спинтронике.

В двух работах сообщается об обнаружении антиферромагнетизма в двух типах кремния - n-типа и p-типа, используемых в транзисторах и других электронных компонентах. Полупроводниковый кремний n-типа «легирован» веществами, которые вызывают избыток отрицательно заряженных электронов; и кремний р-типа легирован, чтобы иметь большую концентрацию положительно заряженных дырок. Объединение этих двух типов полупроводников позволяет переключать ток в таких устройствах, как транзисторы, используемые в памяти компьютеров и другой электронике.

Исследователи UCR разработали методы обнаружения сигналов от спинтронных компонентов из недорогих металлов и кремния

В Google Cloud Next компания активизировала свои разработки ASIC с собственным чипом ускорителя машинного обучения для краевых вычислений на основе своего дизайна TPU.

Google, кажется, подразумевала, что она также будет продавать Edge TPU непосредственно компаниям, которые хотят создавать интеллектуальные периферийные устройства. Google может пытаться использовать свои внутренние проекты для выхода на новые рынки или это также может стать попыткой сократить внутренние затраты на ASIC, распределяя стоимость разработки по большему объему чипов, чем тот, в котором нуждается сама компания.
Продажа чипов также создает большую экосистему для разработчиков. Google изначально планирует предложить Edge TPU посредством плат «сделай сам».

Google создала серию наборов «сделай сам» для тех, кто хочет самостоятельно добавить машинное обучение под названием AIY для искусственного интеллекта. Первоначально в проектах использовались платы Raspberry Pi. Последний комплект был модулем камеры, предназначенным для демонстрации того, как создавать проекты обучения машинному зрению. В этом проекте Google использовала чип Movidius от Intel в качестве специализированного ускорителя для визуального интерфейса.

Два новейших набора разработчика используют чип Edge TPU для ускорения интерфейса. На данный момент Google не опубликовала цены или доступность для комплектов или Edge TPU. Технические детали также отрывочны. Известно, что TPU поддерживает 8- и 16-битную целочисленную математику, но никакие показатели мощности или производительности не были представлены.

Google, похоже, имеет некоторые амбиции в дизайне чипов и недавно наняла Джона Хеннеси (John Hennessy) в качестве председателя и добавил Дэвида Паттерсона (David Patterson) в команду TPU. Оба являются авторами учебника по компьютерной архитектуре.

TPU и TPU 2 были разработаны исключительно для внутренних облачных центров обработки данных. Теперь с Edge TPU Google выводит архитектуру TPU на более широкий рынок. Теперь компания может заявить, что может построить полную границу для облачной экосистемы для машинного обучения на основе платформы Google. На сайте Google есть цитата китайского поставщика автомобильной техники г-на Си (Xee), в которой он одобряет Edge TPU для своей подключенной автомобильной платформы.

У Google по-прежнему много проблем, связанных с бизнесом чипов. Во-первых, компания должна построить канал дистрибуции и поддерживать экосистемы, которые могут иметь дело с сотнями или тысячами клиентов.

Во-вторых, есть риск для дизайнера встроенных систем. Google имеет историю убийства продуктов и сервисов, которые, по мнению компании, изжили полезность, и перенаправления ресурсов на более интересные проекты. Что делать, если Google перестанет поддерживать Edge TPU, не имея плана миграции? Как это повлияет на проекты сторонних разработчиков, которые базируются на Edge TPU?

В-третьих, это ставит Google в прямую конкуренцию с существующими партнерами, такими как Intel/Movidius. Новые компании по машинному обучению могут неохотно работать с Google, опасаясь, что Google украдет их концепции и построит конкурирующий чип.

Скорее всего, что для Google будет больше смысла передать ответственность за продажи сторонней компании, такой как NXP или Microchip, которая имеет продажи и логистику для поддержки продукта для встраиваемого дизайна. Многие компании, предлагающие встраиваемые решения, уже имеют опыт работы с каналами продаж для дизайнеров, и приветствовали бы добавление чипа ускорения машинного обучения. Google, похоже, хочет сама владеть отношениями с клиентами, чтобы разработчики следовали за планами Google, но нет уверенности, что Google готова поддерживать встраиваемые продукты на всей продолжительности жизни.

Другой альтернативой Google является выпуск Edge TPU в качестве RTL с открытым исходным кодом. Компания может выставить его на GitHub или пожертвовать Фонду RISC-V. Это увеличило бы вероятность того, что дизайн TPU будет интегрироваться непосредственно с микроконтроллерами и SoC.

В любом случае, разработчик встраиваемых продуктов должен быть осторожным, думая об использовании Google в качестве поставщика кремния.

Новая форма искусственного синапса, основанная на сверхпроводящих джозефсоновских переходах и магнитных нанокластерах, работает так же, как и его естественный аналог, и может использоваться для подключения процессоров и хранения воспоминаний в будущих компьютерах, похожих на мозг. Устройство не только намного более эффективно, чем его биологический аналог с точки зрения потребляемой им энергии, но и намного быстрее.

Нейроморфные вычисления предназначены для имитации нейронной системы на физическом уровне нейронов и синапсов (которые являются связями между нейронами) и будут основываться на нейроноподобных сетях, а не на рядах двоичных 1 и 0. Они демонстрируют большие перспективы и могут значительно повысить эффективность некоторых вычислительных задач, таких как восприятие, принятие решений и изучение языка. Они также смогут более легко обрабатывать огромные массивы данных, которые в настоящее время генерируются во всем мире (большие данные), и поддерживать новые технологии, такие как ИИ и IoT, благодаря тому, что является массово параллельными.

Чтобы создать это новое поколение машин, исследователи заняты разработкой подходящих пластиковых синапсоподобных устройств - не в последнюю очередь потому, что синапсы в человеческом мозге превосходят по количеству нейроны на несколько порядков. И хотя прогресс идет довольно быстро, большинство устройств все еще не столь энергоэффективны, как человеческий мозг.

Исследователи во главе с Майклом Шнайдером (Michael Schneider) из NIST сделали синапсы с использованием стандартных технологий изготовления, заимствованных из цифровых вычислений на основе перехода Джозефсона и магнитных запоминающих устройств с произвольным доступом. Джозефсоновские переходы состоят из двух слоев сверхпроводящих материалов с изолятором из наноразмерных кластеров марганца в кремниевой матрице между ними. Когда идет электрический ток через электроды на устройстве (сделанные из ниобия), и этот ток превышает критический уровень, возникают всплески напряжения.

Нейрон также работает таким образом - генерирует потенциалы действия, которые распространяются вдоль аксона. Эти потенциалы действия передаются через переход к следующему нейрону, и чем больше возбуждается нейронов, тем сильнее связь. И настоящие, и искусственные синапсы могут таким образом поддерживать старые цепи и создавать новые, объясняет Шнайдер.

Нанокластеры в искусственном синапсе представляют собой стержневые магниты со спинами, которые могут быть ориентированы либо случайным образом, либо скоординированным образом. Исследователи говорят, что они могут управлять количеством нанокластеров, в которых спины ориентируются в одном направлении, что влияет на сверхпроводящие свойства джозефсоновского перехода.

«Синапс остается в сверхпроводящем состоянии за исключением случаев, когда мы активируем его, прикладывая импульсы тока в магнитном поле, упорядочивающим спины нанокластера, - объясняет Шнайдер. - Затем он начинает создавать всплески напряжения».

Исследователи также могут прикладывать электрические импульсы без магнитного поля для уменьшения магнитного упорядочения и увеличения критического тока. «Эта конструкция, в которой различные входы изменяют ориентации спинов и результирующие выходные сигналы, аналогична синапсам в мозге, - говорит Шнайдер. - Однако эти искусственные синапсы на самом деле лучше, чем их биологические аналоги, поскольку они могут возбуждаться намного быстрее - 1 ГГц по сравнению с частотой клеток мозга 50 Гц, используя только одну десятитысячную долю энергии. Пиковая энергия на самом деле меньше 1 аттоджуля, и мы не знаем другого искусственного синапса, который потребляет меньше энергии. Хотя исследователи делали и раньше сверхпроводящие устройства, которые имитируют клетки мозга, эффективные синапсы, такие как наши, отсутствовали».

Синапсы можно укладывать в трехмерные структуры, чтобы их можно было использовать для создания больших систем для нейроморфных вычислительных цепей. Согласно симуляциям исследователей NIST, эти системы будут передавать электроэнергию без сопротивления, а данные в них будут передаваться и обрабатываться в единицах магнитного потока.

Тем не менее, это не все. До сих пор исследователи говорят, что им удалось создать десятки этих устройств, и им нужно сделать миллионы (или даже больше), чтобы действительно достичь результата, на который они надеются. «Итак, хотя здесь много обещаний, нам еще предстоит пройти долгий путь по масштабированию этих синапсов до полезных схем, - сказал Шнайдер. - Наши следующие шаги состоят в том, чтобы построить небольшие цепи, а затем идти дальше».

Искусственный нейрон NIST

Несмотря на быстрый рост и внедрение облаков, компаниям по-прежнему нужны локальные системы обработки данных.

Исследования еще раз показывают, что слухи о кончине ЦОД сильно преувеличены: одно исследование показывает, что расходы на ИТ растут, а второе прогнозирует, что сектор финансовых услуг действительно намерен взорваться.

Исследовательская фирма IHS Markit провела опрос ИТ-менеджеров в 151 североамериканской организации и обнаружила, что большинство из них планируют как минимум вдвое увеличить количество физических серверов в своих ЦОД к 2019 году.

Как сообщили респонденты прошлого года и подтвердили респонденты в этом исследовании, фаза роста ЦОД предприятий продолжается. Предприятия преобразуют свои локальные ЦОД в облачную архитектуру, что делает их первоклассным ресурсом, поскольку предприятия строят свои мультиоблака.

По словам респондентов, в дополнение к удвоению количества физических серверов к 2019 году, ожидается, что на 73% серверов будут работать гипервизоры или контейнеры, по сравнению с 70% в настоящее время. Интересным было то, что 9% серверов, как ожидается, будут однопроцессорными, по сравнению с 3%, работающими сегодня.

Главными причинами таких инвестиций являются безопасность и производительность приложений (75% респондентов) и масштабируемость (71%). Также было установлено, что 53% респондентов намерены увеличить инвестиции в программно-определяемые хранилища, 52% - в NAS и 42% - в SSD. Они также укомплектовываются коммутаторами, маршрутизаторами, устройствами безопасности, балансировщиками нагрузки и устройствами WAN-оптимизации.

IHS отметила, что новые технологии, такие как ИИ и контейнеры, набирают обороты. В то же время, традиционные приложения для ЦОД, такие как Microsoft Office (22%), средства совместной работы, такие как электронная почта, SharePoint и унифицированные коммуникации (18%), а также приложения общего назначения (30%) все еще используются.

Результаты второго опроса предоставила исследовательская фирма SNS Telecom & IT, базирующаяся в Дубае, ОАЭ. Она объясняет рост больших данных и последующий массивный приток всех видов неструктурированных данных в качестве причины, которая вызвала инвестиции в ИТ-оборудование в отрасли финансовых услуг.

«По мере того, как эта конструкция Big Data расширяется, включая потоковые и архивированные данные, а также информацию о датчиках и транзакциях, финансовый сектор продолжает устойчивое использование аналитики больших данных для высокочастотной торговли, обнаружения мошенничества и растущего списка ориентированных на потребителя приложений», - сказали авторы.

Это побудило банки, страховщиков и поставщиков обработки платежей кредитных карт, а также другие компании, предоставляющие финансовые услуги, инвестировать около 9 млрд. долл. в технологии больших данных только в этом году, а SNS прогнозирует, что эти инвестиции будут расти с совокупным ежегодным темпом роста на 17% следующие три года. Это доходит до 14 млрд. долл. инвестиций до 2021 года.

В итоге фирма обнаружила, что банки и другие институты финансовых услуг приближаются к идее использования облачных платформ, в частности, гибридных облачных архитектур, в попытке избежать проблем с масштабируемостью, связанных с локальными ЦОД.

Это в значительной степени является причиной, по которой все идут в облако. В облаке вы можете развернуть виртуальные машины за 20 минут, тогда как для заполнения заказа на поставку нового оборудования потребуется несколько часов, не говоря уже о доставке и установке.

Но фирмы финансовых услуг были одними из самых уязвимых в облаке, не доверяя облачной безопасности и защите данных. И не без оснований, поскольку компании финансовых услуг являются одними из самых привлекательных объектов для кибератак. Но кажется, что теперь они чувствуют себя более уверенно в облаке.

SNS также заявила, что технологии больших данных играют ключевую роль в содействии созданию и успеху инновационных стартапов FinTech, в первую очередь в секторах онлайн-кредитования, альтернативного страхования и денежных переводов.

Боб Эванс (Bob Evans) был вице-президентом по стратегическим коммуникациям в SAP в 2011 году, а также директором по связям в Oracle в 2012-2016 годах. Сейчас он управляет своей собственной фирмой Evans Strategic Communications LLC).

В своем блоге, опубликованном на сайте Forbes, он приводит 10 соображений СЕО Microsoft Сатьи Наделлы, почему Amazon не может сравниться с Microsoft в облаке.

Чтобы полностью понять, что делает Microsoft в облаке и почему она опережает конкурентов, лучше всего, по мнению Боба Эванса, внимательно проанализировать слова генерального директора Наделлы. С этой целью Боб Эванс изложил 10 ключевых элементов успеха и стратегии Microsoft, которые он нашел в словах Наделлы.

1. Гипермасштабируемость Azure. В своем финансовом году, закончившемся 30 июня, Microsoft закрыла «рекордное количество многомиллионных коммерческих облачных соглашений», а также «удвоила количество соглашений по Azure на сумму 10 млн. долл.», - сказал финансовый директор и исполнительный вице-президент Ами Худ (Amy Hood).

2. Ускорение Azure Buildout. В прошлом году Наделла рекламировал преимущества элегантного переплетения облака и границы, что, по его словам, является не только логическим продолжением единой архитектуры Microsoft, но и идеальной платформой для цифровых преобразований клиентов.

3. Массивные критические рабочие нагрузки переносятся в Azure. Наделла отметил, что он все чаще видит рабочие нагрузки Tier 1. В ходе этого процесса компании используют Azure и Azure Stack при переносе рабочих нагрузок в облако, что, по словам Наделлы, «продолжает стимулировать рост IaaS, поскольку люди стремятся в основном перенести многие свои текущие рабочие нагрузки ЦОД».

4. Создание пути к облаку через гибрид. Отвечая на вопрос о драйверах дальнейшего роста в области серверного бизнеса Microsoft, Худ сказал: «Для нас очень важно сосредоточиться на создании ценности для клиентов. Концепция добавления большей ценности посредством предоставления клиентам, которые ориентируются на платформу Microsoft, комфорта при перемещениях между корпоративными ресурсами и облаком - я считаю, что это уникальная вещь, которую мы предлагаем в настоящее время».

5. Создание пути к облаку через Microsoft 365. Windows 10 и EMS (Enterprise Security + Mobility) - позволяют бизнес-клиентам использовать свои существующие инвестиции, процессы и навыки, чтобы начать агрессивно продвигаться в облачные сервисы более высокого уровня. По словам Наделлы, «Microsoft 365 дает нашим клиентам путь к облаку и расширяет наши возможности с помощью новых и недооцененных рынков, в том числе более 2 млрд. работников первой линии и отраслевых рабочих процессов».

6. Microsoft раскрывает свое «реальное конкурентное преимущество». Отвечая на вопрос о сравнении относительных размеров рынков для граничных вычислений и централизованных облачных вычислений, Наделла осторожно отверг предпосылку вопроса, заявив: «Видение, которое мы всегда имели, заключается в том, что распределенные вычисления в некотором смысле останутся распределенными. Таким образом, мы не разделяем их на две категории: есть краевые вычисления и есть облачные вычисления». И эта концепция единого унифицированного подхода и архитектуры имеет центральное значение для всего, что делает Microsoft в облаке.

7. Microsoft раскрывает свой «важный секрет». И этот секрет - Azure Hybrid Benefit - лицензионная модель, позволяющая предприятиям переносить локальные версии Windows Server Standard и Datacenter Edition в облако Azure. Наделла сказал так: «Я действительно думаю, что преимущества использования гибридов - это наши самые важные секреты».

8. SaaS: Dynamics 365 vs. «монолитность». Пакет приложений Dynamics 365 SaaS от Microsoft, по мнению Наделлы, «очень разрушителен на рынке, потому что он несет совершенно другое ценностное предложение. Он имеет ценовое и ценностное преимущество для клиентов - и на этом принципиально фрагментированном рынке ни сейчас и никогда не будет бизнеса «победитель получает все».

Для Microsoft это означает, что она полностью использует свою позицию как поставщика корпоративного облака, который охватывает весь спектр услуг и технологий, которые могут потребоваться крупным и средним предприятиям.

9. Эффект рычага. Несмотря на агрессивное наращивание Microsoft своей глобальной инфраструктуры ЦОД, доходы от облачных вычислений растут быстрее, чем капитальные затраты, сказал Худ в ответ на вопрос о росте капвложений и рентабельности. «Наши капитальные затраты растут с меньшими темпами, чем наши общие доходы от облаков. И по мере увеличения маржи, Microsoft продолжит инвестировать много миллиардов долларов в свой широкий спектр корпоративных облачных сервисов.

10. Эффект LinkedIn. Одна из первых тем, упомянутых во вступительных словах Наделлы, - это отличные текущие результаты для LinkedIn, и это приобретенияев размере 26 млрд. долл. продолжает оказывать влияние на всю компанию. «Это был рекордный год для LinkedIn, теперь с более чем 575 млн. членов и ростом выручки на 37% в четвертом квартале. Ускорение роста доходов - пятый квартал подряд», - сказал Надела. - Мы продолжим инвестировать, чтобы сделать LinkedIn важной платформой для подключения профессионалов во всем мире, и помочь им добиться большего благодаря опыту, основанному на графиках LinkedIn и Microsoft».

Генеральный директор Microsoft Сатья Наделла использует феномен облака, чтобы превратить компанию в одну из самых ценных в мире корпораций

Одна вещь, о которой Amazon не упомянула в своем релизе за II квартал, может по-настоящему изменить игру.

Amazon.com сообщила в четверг о резком скачке квартальной прибыли снова благодаря своим сервисам облачных вычислений AWS. Но интерес, не удивительно, был направлен на голосового помощника Amazon Alexa. Фактически, название «Alexa» появилось 31 раз в релизе о прибыли.

«Мы хотим, чтобы клиенты могли использовать Alexa, где бы они ни находились, - отметил Джефф Безос в релизе. - В настоящее время десятки тысяч разработчиков в более чем 150 странах создают новые устройства с использованием Alexa Voice Service, а число устройств с поддержкой Alexa в прошлом году более чем утроилось. Наши партнеры создают широкий спектр новых устройств и возможностей, поддерживающих Alexa».

Поскольку устройства Echo, усиленные Alexa, все чаще используются на массовом потребительском уровне благодаря более чем 13 000 домашних смарт-устройств с поддержкой Alexa или в автомобилях от Ford до Toyota, Amazon намерена изменить и извлечь выгоду из того, как будет осуществляться корпоративная работа посредством Alexa for Business как сервис AWS, инициатива, впервые объявленная компанией из Сиэтла в ноябре.

Что это значит? Такие компании, как фармацевтический гигант Johnson & Johnson, уже являющийся клиентом AWS, работали с Amazon и даже недавно провели внутренний хакатон, чтобы изучить способы использования Alexa для разных целей, включая поиск доступных конференц-залов и организацию встреч.

«Голос для нас новый рубеж», - сказала в четверг на Voice Summit в Ньюарке Кейт Близард (Keith Blizard), вице-президент конечных пользователей и публичных облачных сервисов в J & J, компании, которая владеет брендами от Tylenol до Neutrogena. Близард добавила, что Alexa может также использоваться учеными или врачами, у которых постоянно заняты руки. Johnson & Johnson рассматривает использование Alexa для сокращения заказов на справочную службу, сказала она.

Amazon, со своей стороны, уже использует Alexa более чем для 700 конференц-залов, а 70% ее встреч начинается Alexa, сказал Коллин Дэвис (Collin Davis), генеральный менеджер Alexa for Business в Amazon.

Почему это важно? Растущее принятие потребителями умных голосовых помощников и центральная роль, которую играет Alexa в оказании помощи Amazon в привлечении клиентов, - всего лишь один из ее аспектов. AWS, хотя и менее привлекательны, являются большим драйвером прибыли, который помогает финансировать различные проекты и инициативы Amazon, такие как более быстрая доставка потребителям.

Доход во втором квартале от AWS, составляющий 11% от общего объема продаж Amazon в этом квартале, вырос на 49% - до 6,1 млрд. долл., опередив рост в других подразделениях, включая самые крупные отделения в Северной Америке. Операционный доход AWS в размере 1,6 млрд. долл. составлял более половины от общего объема компании за квартал.

Что еще важно, операционная маржа AWS, показатель прибыли, который рассматривает процент продаж, остающийся после операционных расходов, увеличился на 5 пунктов, почти до 27%, по сравнению с предыдущим годом. Сегмент Северной Америки - три пятых продаж Amazon - опубликовал гораздо меньший рост - 5,7%, в то время как операционная маржа для по-прежнему теряющего доход международного подразделения была отрицательной.

Это само по себе объясняет, почему Alexa for Business может изменить игру, увеличив рост в AWS, настоящей дойной корове Amazon. 

Генеральный директор Amazon Джефф Безос любит Alexa. Представьте, что возможно, когда Alexa и AWS будут объединены

Исследователи из Лаборатории органической электроники Университета Линчёпинга (Швеция), разработали первые в мире комплементарные электрохимические логические схемы, которые могут долгое время работать в воде. Это очень важный прорыв в развитии биоэлектроники.

Первые печатные органические электрохимические транзисторы были представлены исследователями в LiU еще в 2002 году, и исследования с тех пор быстро развивались. Несколько органических электронных компонентов, таких как светоизлучающие диоды и электрохромные дисплеи, уже имеются в продаже.

До сих пор доминирующим материалом был PEDOT:PSS (поли(3,4-этилендиокситиофен) полистирен сульфонат), представляющий собой материал p-типа, в котором носителями заряда являются дырки. Для построения эффективных электронных компонентов необходим комплементарный материал n-типа, в котором носителями заряда являются электроны.

Трудно найти достаточно стабильный полимерный материал, который может работать в водных средах и в котором длинные полимерные цепи могут выдерживать высокий ток при легировании материала.

В статье в научном журнале Advanced Materials Симон Фабиано (Simone Fabiano), руководитель исследования в группе «Органическая наноэлектроника» в Лаборатории органической электроники, представляет вместе со своими коллегами проводящий материал n-типа, в котором структура лестничного типа полимерной основы сохраняют стабильность и выдерживает большой ток при легировании. Одним из примеров является BBL, поли(бензимидазобензофенантролин), материал, часто используемый в исследованиях солнечных элементов.

Постдокторант Хенда Сан (Hengda Sun) нашел способ создания толстых пленок материала. Чем толще пленка, тем больше проводимость.
«Мы использовали распылительное покрытие для производства пленок толщиной до 200 нм, которые могут достигать чрезвычайно высокой проводимости», - сказал Симон Фабиано.

Этот метод также может быть успешно использован вместе с печатной электроникой на больших поверхностях.

Хенда Сан также показал, что цепи функционируют в течение длительного времени, как в присутствии кислорода, так и в воде.

«Это может показаться на первый взгляд небольшим шагом вперед в специализированной области, но его важность заключается в том, что он имеет серьезные следствия для многих приложений. Теперь мы можем построить дополнительные логические схемы - инверторы, датчики и другие компоненты – которые работают во влажном окружении», - говорит Симон Фабиано.

«В логических схемах, которые основаны исключительно на электрохимических транзисторах p-типа, необходимы резисторы. Они довольно громоздки, и это ограничивает приложения, которые могут быть реализованы. С материалом n-типа в нашем наборе инструментов мы можем создавать дополнительные схемы, которые занимают доступное пространство гораздо эффективнее, поскольку в логических схемах резисторы больше не требуются», - говорит Магнус Берггрен (Magnus Berggren), профессор органической электроники и руководитель лаборатории органической электроники.

Прменения органических компонентов включают в себя логические схемы, которые могут быть напечатаны на текстиле или бумаге, различные типы дешевых датчиков, нежесткие и гибкие дисплеи и, не в последнюю очередь, огромную область биоэлектроники. Полимеры, которые проводят ионы и электроны, являются мостиком между ионно-проводящими системами в теле и электронными компонентами, например, датчиками.

Это первые в мире комплементарные схемы электрохимической логики

Миниатюризация носителей информации достигает фундаментальных пределов. Новый подход состоит в том, чтобы использовать спин-кроссоверные молекулы в качестве наименьшего блока памяти. Они могут хранить информацию об их магнитном состоянии. Исследователям из Кильского университета (Германия) удалось успешно разместить такие молекулы на поверхности и, таким образом, улучшить их емкость. Это теоретически увеличило бы плотность хранения обычных жестких дисков более чем в сто раз.

Использование спиновых кроссоверов в качестве наименьшей единицы хранения позволило бы еще больше увеличить плотность хранения носителей данных. Задача состоит в том, чтобы прикрепить эти молекулы к поверхностям, не разрушая их емкость. В настоящее время удалось добиться успеха в исследовательской группе из Университета Кристиана-Альбрехта в Киле (CAU). Она не только успешно запустила новый класс спиновых кроссоверов на единой поверхности, но также смогла использовать взаимодействия, которые ранее считались препятствующими увеличению их емкости. Теоретически это увеличит плотность хранения обычных жестких дисков более чем в сто раз и значительно уменьшит размер носителей данных.

«Сегодня бит на жестком диске занимает площадь около 10 x 10 кв. нм. Однако это все еще слишком много, чтобы идти в ногу с ростом миниатюризации электронных компонентов. Технология, используемая в настоящее время на жестких дисках для хранения данных, ограничена квантовомеханическим фундаментальным пределом в размере бит. С сегодняшнего дня он не может достичь дальнейшей миниатюризации», - сказал Торбен Яспер-Тённис (Torben Jasper-Tönnies), аспирант исследовательской группы профессора Ричарда Берндта (Richard Berndt) в Институте экспериментальной и прикладной физики в CAU. В своем решении он и его коллеги используют одну молекулу как пример, чтобы продемонстрировать принцип, который мог бы позволить производить намного меньшие жесткие диски с большей емкостью хранения в будущем. Молекула имеет размеры всего один квадратный нанометр. Можно было бы использовать в 100 раз меньшую область для хранения бит. По мнению исследователей Киля, это будет шагом к смещению квантовых физических пределов в технологии хранения. Междисциплинарная исследовательская группа использует молекулу, которая не только может переключаться между высоким и низким магнитным состоянием. Прикрепленная к специальной поверхности, она также может поворачиваться на 45 градусов. Это свойство позволит записывать информацию в три состояния, то есть 0, 1 и 2, объяснил Яспер-Тённис. В качестве единицы хранения был бы не бит, а «трит», таким образом двоичный код стал бы «троичным кодом».

Задача ученых заключалась в том, чтобы найти подходящую молекулу, а также подходящую поверхность и совместить их подходящим методом. Магнитные молекулы, так называемые спиновые кроссоверные молекулы, очень чувствительны и могут быть легко разрушены. Поэтому исследователям пришлось найти способ крепко зафиксировать молекулу на поверхности и в то же время сохранить ее характеристику переключения. Химики из исследовательской группы под руководством профессора Феликса Тужека (Felix Tuczek) в Институте неорганической химии при CAU создали магнитную молекулу особого класса (так называемую спиновую кроссоверную молекулу железа (III)). Эту молекулу можно легко связать с поверхностью нитрида меди путем осаждения из паровой фазы.

Молекула может не только переключаться между различными состояниями спина, но также (в так называемом состоянии низкого спина) между двумя разными ориентациями. Тонкий зонд сканирующего туннельного микроскопа (RTM) выполняет функцию головки чтения/записи на жестком диске. С его помощью молекула может быть использована не только как для записи, но и может считываться с помощью электричества. Принципиальная применимость молекул в качестве устройств хранения данных была продемонстрирована с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Однако до того как эти молекулы действительно смогут использоваться в качестве устройств хранения данных для промышленного рынка, все еще остается преодолеть важное препятствие: необходимо выяснить, как молекулы могут быть интегрированы с чипом.

Стремясь продвинуть 2D-полупроводники ближе к коммерциализации, команда исследователей из Университета науки и технологии им. короля Абдуллы (KAUST)  получила полностью прозрачные ультратонкие и совместимые транзисторы, а также инверторы.

При этом использован новый масштабируемый процесс осаждения MoS₂ на основе химического осаждения из паровой фазы (CVD) вместе с осаждением атомно-тонкого слоя прозрачных контактов, чтобы получить полностью прозрачные ультратонкие и совместимые транзисторы и инверторы.

Хотя известно, что монослой MoS₂ является прозрачным, ученые исследовали использование прозрачных и легированных алюминием контактов из оксида цинка (AZO), состав которых они регулировали путем осаждения атомного слоя для достижения оптимальной проводимости и сдвига запрещенной зоны со слоем MoS₂.

Структура прозрачного тонкопленочного транзистора

В статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials, исследователи сообщают о полностью прозрачной двумерной электронике TCO/MoS2 со средним коэффициентом пропускания видимого диапазона 85% (92% для монослоя MoS₂ и 85% для всего стека).

 Полностью прозрачный выпрямитель с полевым эффектом  (вверху) и  NMOS-инвертор (внизу)

Формируя паттерн на пленках MoS₂ путем плазменного травления, они изготовили различные прозрачные устройства и схемы, в том числе тонкопленочные транзисторы и выпрямитель (NMOS-инвертор), где прозрачные оксидные слои, включая контакты из AZO толщиной 165 нм, используемые как для электродов истока / стока, так и для затвора, и прозрачный диэлектрик затвора из HfO2 толщиной 55 нм были последовательно осаждены путем осаждения атомного слоя.

Транзисторы демонстрировали высокую подвижность 4,2 см ² В ^-1 с ^-1, быструю скорость переключения, очень низкое пороговое напряжение (0,69 В) и большое отношение уровней в состоянии ON/OFF (4 × 10 ⁸). Значения, которые, по утверждению авторов, являются рекордными для транзисторов на основе монослоев MoS₂, обработанных CVD. Прозрачные быстрые переключающие инверторы имели коэффициент усиления 155 при напряжении питания 10 В.

Далее, исследователи попытаются доказать, что их метод изготовления является масштабируемым для более крупных и более сложных схем, чтобы открыть путь для более широкого внедрения 2D-полупроводников в сочетании с прозрачными проводящими оксидами.

Приложения могут включать в себя изготовление полностью прозрачных компонентов для прозрачных дисплеев, интеллектуальных окон и других скрытых схем.

Broadcom, производитель чипов для смартфонов и сетевого оборудования, объявила о покупке почти за 19 млрд. долл. компании СА, разработчика и поставщика ПО для мэйнфреймов. Это говорит об изменении стратегии Broadcom.

По мнению наблюдателей, это только начало череды будущих приобретений программного обеспечения. Broadcom планирует использовать CA в качестве новой программной платформы для покупки других аналогичных компаний, производителей ПО.

Комментируя сделку, СЕО Broadcom Хок Тан (Hock Tan) сказал, что CA для Broadcom «представляет важный строительный блок, поскольку мы создаем одну из ведущих мировых компаний в области технологий».

Традиционно компании делают покупки в областях, которые дают им возможность улучшить то, что они уже производят, или предоставить доступ к новым рынкам для своих существующих продуктов. Тан и его команда просят инвесторов выйти за границы этих рамок, утверждая, что их способность выдавливать стоимость из нелюбимых активов применима к более широкому кругу технологической индустрии. Однако инвесторы либо не поняли стратегии, либо проявили скептицизм, и акции Broadcom упали после объявления сделки примерно на 14% (сумма почти сопоставимая с тем, что было потрачено на покупку).

Теперь ставка делается на то, что Тан может использовать свой опыт в области интеграции, чтобы извлечь выгоду из вертикали бизнеса, которая не является основой для полупроводникового бизнеса Broadcom.

В то же время появились мнения различных аналитиков, согласно которым сделка рассматривается как ошибочная.

Одной из причин неудачи приобретения считается то, что целевая компания работает не в очень успешной отрасли. Промышленность мэйнфреймов, из которой CA получает 90% своей прибыли, вряд ли переживает бум. Если есть какие-то хорошие новости в отрасли, в которой конкурирует СА, то, по оценкам Gartner, рынок корпоративного программного обеспечения, включающий коды для мэйнфреймов, вырастет на 11,1% в 2018 году, до 351 млрд долл.

Но поскольку доходы CA падают, хотя и увеличились на 5% в 2017 году, главным образом благодаря приобретению Veracode, это не сулит ничего хорошего для возможности CA вносить свой вклад в рост компании Broadcom.

Еще одна причина, по которой сделка может оказаться проигрышной, заключается в том, что объединенные компании слабее, чем по отдельности.

Broadcom ничего не знает об индустрии программного обеспечения для мэйнфреймов и поэтому не сможет ничего сделать для улучшения и без того слабой работы управленческой команды CA.

Приобретение не поможет Broadcom продавать больше чипов, поскольку они покупаются производителями смартфонов и сетевого оборудования.

Аналитик Стейси Расгон (Stacy Rasgon) из Bernstein заметил, что программное обеспечение для мэйнфреймов является труднореализуемым и прибыльным. Но корпоративное программное обеспечение не является чем-то, что делает Broadcom, поэтому не очень понятно, как CA вписывается в их портфель по сравнению с предыдущими приобретениями.

Кроме этого, неизбежно возникнут трудности с интеграцией компаний. Две компании вряд ли заработают хорошо в тандеме после закрытия сделки. Аналитик из Bloomberg Intelligence Ананд Сринивасан (Anand Srinivasan) заявил: «Унаследованные программные активы не укладываются в основной бизнес Broadcom. Интеграция здесь, вероятно, будет сложнее, а базы клиентов практически не будут перекрываться».

Возникает вопрос, кто будет работать над тем, чтобы СА стала частью Broadcom, и нет очевидных доказательств, что у компании есть большой опыт в руководстве производителем корпоративного ПО.