傳統芯片正被新技術不斷超越，英特爾最近一項名為“自旋電子學”(Spintronics)的技術取得了頗多進展。據悉，該技術可以大幅提升用戶手機、筆記本電腦和智能手表的運行效率。

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

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

英特爾和加州大學伯克利分校的研究人員周一描述了這種“自旋電子學”技術，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%。

如果成功實現商業化，這將對全球的芯片業務產生很大影響，將幫助芯片產商們穩定地提高處理能力和性能。目前，數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算機核心的那些部分，而研究人員們正尋找更多的芯片替代技術。

今天的計算機芯片使用稱為晶體管的微小開關開關，通過啟動或停止電子流來處理數據。自旋電子學提供了一種執行類似工作的方法，但具有更小、更節能的組件。

英特爾組件研究集團的項目負責人Sasikanth Manipatruni在一份聲明中說：“我們正在努力引發工業界和學術界對下一代晶體管的創新浪潮。”

自旋是一種量子力學性質，可以使電子的運動表現得像北極和南極的微小磁鐵。其方向可以在某一場域內被操縱，以存儲和處理數據。英特爾-伯克利團隊的論文探討的主要是使用自旋電子學創建計算機邏輯。

多年來，自旋電子學一直是處理器研究的一個有前途的途徑。實際上，使自旋電子學驅動的計算機設備實用且價格合理仍然需要幾年的時間。英特爾經常與學術研究人員合作，開展尚未做好制造準備的早期基礎研究。

打破當下傳統芯片“天花板”

幾十年來，芯片依賴于稱為互補金屬氧化物半導體或CMOS的技術。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!英特爾開發出Spintronics技術：芯片尺寸縮小五分之一 能耗減90%事實上，英特爾在引領行業數十年之后一直在努力實現這種體積的“小型化”精簡。但即使像三星和臺積電這樣的芯片制造商業也會遇到這些限制。

可以使用稱為自旋電子學的技術操縱鉍氧化鐵的晶體來存儲和處理數據。

英特爾-伯克利團隊的此項合作——稱為“磁電旋轉軌道”(MESO)邏輯器件，涉及旋轉，其中包含稱為多鐵(multiferroics)的非常規材料。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切換到另一種狀態——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能的睡眠狀態。

也就是說，目前計算機芯片均采用晶體管處理數據。自旋電子學也可以實現類似的功能，但需要的組件更小更節能。

最近對傳統芯片的速度提升，很大程度上是因為芯片工程師一直在投資專用芯片引擎，如用于圖形或人工智能計算的引擎，但通用計算速度的提升，將有助于更廣泛地加速軟件。