{"id":341487,"date":"2026-09-04T17:16:16","date_gmt":"2026-09-04T17:16:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/341487\/"},"modified":"2026-09-04T17:16:16","modified_gmt":"2026-09-04T17:16:16","slug":"tampereen-yliopisto-applied-materials-ja-eurooppalaiset-kumppanit-esittelevat-aivojen-toimintaa-jaljittelevaa-laskentaa-viisibittisilla-ferrosahkoisilla-kondensaattoreilla-tavoitteenaan-leikata-teko","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/341487\/","title":{"rendered":"Tampereen yliopisto, Applied Materials ja eurooppalaiset kumppanit esittelev\u00e4t aivojen toimintaa j\u00e4ljittelev\u00e4\u00e4 laskentaa viisibittisill\u00e4 ferros\u00e4hk\u00f6isill\u00e4 kondensaattoreilla, tavoitteenaan leikata teko\u00e4lyn energiankulutusta"},"content":{"rendered":"

Nykyaikaisten teko\u00e4lymallien kasvaessa perinteinen tietokonelaitteisto kohtaa niin kutsutun muistimuurin, jossa datan tehokas k\u00e4sittely k\u00e4y yh\u00e4 vaikeammaksi. Tavallisissa tietokonearkkitehtuureissa tietoa joudutaan jatkuvasti siirt\u00e4m\u00e4\u00e4n erillisten muisti- ja prosessointiyksik\u00f6iden v\u00e4lill\u00e4, mik\u00e4 aiheuttaa viiveit\u00e4 ja kuluttaa valtavasti s\u00e4hk\u00f6\u00e4. Muistin sis\u00e4inen laskenta ratkaisee t\u00e4m\u00e4n tekem\u00e4ll\u00e4 matemaattiset laskutoimitukset suoraan muistisoluissa, jolloin turhat tiedonsiirrot poistuvat.\u00a0<\/p>\n

\u2013 Kapasitiivinen muistin sis\u00e4inen laskenta on luonnostaan resistiivisi\u00e4 vastineitaan tehokkaampaa, sill\u00e4 staattisen s\u00e4hk\u00f6virran puuttuminen parantaa energiatehokkuutta perustavanlaatuisella tavalla. T\u00e4llaisen seuraavan sukupolven teko\u00e4lylaitteiston kehitt\u00e4minen on noussut puolijohdeteollisuuden keski\u00f6\u00f6n”, Sayani Majumdar <\/strong>toteaa.\u00a0<\/p>\n

\u2013 Tekem\u00e4ll\u00e4 yhteisty\u00f6t\u00e4 Applied Materials Inc:n kaltaisten alan johtavien toimijoiden kanssa vauhditamme t\u00e4m\u00e4n teknologian siirtymist\u00e4 laboratoriosta teolliseen tuotantoon ja siirrymme perinteisten kehityssyklien ohi kohti teollista valmiutta.<\/p>\n

Jotta muistin sis\u00e4isest\u00e4 laskennasta saataisiin k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6llist\u00e4 monimutkaisiin teko\u00e4lyteht\u00e4viin, jokaisen muistisolun on kyett\u00e4v\u00e4 tallentamaan muutakin kuin pelkk\u00e4\u00e4 bin\u00e4\u00e4ridataa. Nature Microelectronics and Nanoengineering -tiedelehdess\u00e4 julkaistussa tutkimuksessa ryhm\u00e4 valmisti kymmenen nanometrin paksuisia hafnium-zirkoniumoksidikondensaattoreita (s\u00e4hk\u00f6varausta varastoivaa erikoismateriaalia), jotka kykenev\u00e4t tallentamaan 32 erillist\u00e4, lineaarisesti ohjelmoitavaa s\u00e4hk\u00f6ist\u00e4 tilaa, mik\u00e4 vastaa viiden bitin tarkkuutta solua kohden. Toisin kuin s\u00e4hk\u00f6virtaan perustuvat ja l\u00e4mp\u00f6h\u00e4vi\u00f6ist\u00e4 k\u00e4rsiv\u00e4t muistirakenteet, n\u00e4m\u00e4 kapasitiiviset komponentit varastoivat s\u00e4hk\u00f6varausta, mik\u00e4 mahdollistaa nopean laskennan minimaalisin energiah\u00e4vi\u00f6in.\u00a0\u00a0<\/p>\n

\"\"\/<\/p>\n

N\u00e4in suuren tallennustiheyden saavuttaminen nanoluokan komponenteissa vaatii edistynytt\u00e4 materiaalitekniikkaa. Yhteisty\u00f6ss\u00e4 Picosun Oy:n, Applied Materials -konserniyhti\u00f6n, sek\u00e4 Applied Materials Inc. -yhti\u00f6n kanssa tutkijat k\u00e4yttiv\u00e4t teollista ryv\u00e4slaitteistoa koko muistirakenteen atomikerroskasvatukseen (ALD) jatkuvassa tyhji\u00f6ss\u00e4. T\u00e4m\u00e4 saumaton prosessi-integraatio esti kemiallisen kontaminaation ja hapettumisen materiaalien rajapinnoilla, mik\u00e4 johti l\u00e4hes t\u00e4ydellisiin sis\u00e4isiin materiaalikerroksiin, poikkeuksellisen korkeaan l\u00e4pily\u00f6ntij\u00e4nnitteeseen sek\u00e4 enn\u00e4tykselliseen polarisaatiotasoon ilman tarvetta erillisille alkuvaiheen her\u00e4tyssykleille.\u00a0<\/p>\n

\u2013 Materiaalien virheet ja tilojen ennakoimattomat vaihtelut rajoittavat usein monibittist\u00e4 tallennusta nanoluokan ferros\u00e4hk\u00f6isiss\u00e4 komponenteissa. Olemme kehitt\u00e4neet tarkan materiaalifaasien tasapainon eritt\u00e4in ohueen Hf0.5Zr0.5O2-materiaaliin kriittisen materiaalitekniikan avulla, mik\u00e4 mahdollisti eritt\u00e4in korkean polarisaation sek\u00e4 32 luotettavaa, selke\u00e4sti erottuvaa analogista tilaa, selvent\u00e4\u00e4 tutkimuksen p\u00e4\u00e4kirjoittaja Ella Paasio.<\/strong>\u00a0<\/p>\n

Laitteiston k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6n vaikutusten arvioimiseksi tutkimusryhm\u00e4 yhdisti kolme viisibittist\u00e4 kondensaattoria tallentamaan 15-bittisi\u00e4 numeerisia arvoja hyperdimensionaalisessa laskentakehyksess\u00e4. Ihmisaivojen toiminnasta innoituksensa saanut viitekehys k\u00e4sittelee monimutkaista tietoa suurten matemaattisten vektorien avulla, jotka kest\u00e4v\u00e4t luonnostaan hyvin laitteistokohinaa. Puhuttujen kirjainten tunnistusta mittaavassa testiss\u00e4 j\u00e4rjestelm\u00e4 saavutti 92,3 prosentin tarkkuuden, mik\u00e4 vastaa perinteisten digitaalij\u00e4rjestelmien suorituskyky\u00e4, mutta vaatii samalla 2,3 kertaa v\u00e4hemm\u00e4n piipinta-alaa.\u00a0<\/p>\n

Tavanomaisten huoneenl\u00e4mp\u00f6tilassa tehtyjen testien lis\u00e4ksi ryhm\u00e4 altisti ferros\u00e4hk\u00f6iset kondensaattorit tiukoille rasitustesteille arvioidakseen niiden toimintavarmuutta vaativissa ymp\u00e4rist\u00f6iss\u00e4. T\u00e4m\u00e4 varmennus on ratkaisevan t\u00e4rke\u00e4\u00e4 sen osoittamiseksi, ett\u00e4 laitteisto kest\u00e4\u00e4 vaativia olosuhteita, joita edellytet\u00e4\u00e4n erikoistuneilla, kriittisill\u00e4 laskenta-aloilla.\u00a0<\/p>\n

”Koska n\u00e4m\u00e4 ferros\u00e4hk\u00f6iset kondensaattorit s\u00e4ilytt\u00e4v\u00e4t suorituskykyns\u00e4 aina nelj\u00e4n kelvinin l\u00e4mp\u00f6tilaan asti, teknologialla on valtavasti potentiaalia \u00e4\u00e4rimm\u00e4isiss\u00e4 laskentaymp\u00e4rist\u00f6iss\u00e4, kuten kvanttilaskentainfrastruktuurin tukemisessa tai avaruustutkimuksessa, jota tutkitaan parhaillaan Chips JU -yhteisyrityksen ARCTIC-hankkeessa”, Majumdar huomauttaa.\u00a0<\/p>\n

Tutkimus on usean organisaation yhteisty\u00f6hanke, jota johtaa Tampereen yliopisto yhdess\u00e4 M\u00fcnchenin teknillisen yliopiston, Applied Materials, Inc. -yhti\u00f6n sidosyhti\u00f6iden, eli Picosun Oy:n ALD-tiimin sek\u00e4 Applied Materials Italia Srl:n Ginestra\u2122-mallinnus- ja simulaatiotiimin, sek\u00e4 Modenan ja Reggio Emilian yliopiston kanssa. Tutkimusta rahoittivat Euroopan unionin Chips-yhteisyritys KDT-ARTIC-hankkeen kautta sek\u00e4 Business Finland, VETURI – Chip Zero -hanke, my\u00f6nt\u00f6numerolla 9971_31_2022.\u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Nykyaikaisten teko\u00e4lymallien kasvaessa perinteinen tietokonelaitteisto kohtaa niin kutsutun muistimuurin, jossa datan tehokas k\u00e4sittely k\u00e4y yh\u00e4 vaikeammaksi. Tavallisissa tietokonearkkitehtuureissa…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":341488,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_share_on_mastodon":"0"},"categories":[90],"tags":[438,33,31,30,437,32,91,92,439],"class_list":["post-341487","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","category-tieteellinen-laskenta","tag-computing","tag-fi","tag-finland","tag-finnish","tag-scientific-computing","tag-suomi","tag-technology","tag-teknologia","tag-tieteellinen-laskenta"],"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@fi\/117213907835327094","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/341487","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=341487"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/341487\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media\/341488"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=341487"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=341487"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=341487"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}