Tim Penelitian AS Luncurkan Chip Baru M3BOLT yang Mampu Meningkatkan Kecepatan Komputer Hingga 1.000 Kali

Sebuah tim penelitian di Amerika Serikat baru-baru ini mengumumkan jenis transistor baru yang dapat meningkatkan kecepatan komputer hingga 1.000 kali lipat dan lebih efisien dalam penggunaan energi. Chip yang bernama M3BOLT ini menggunakan gelombang magnetik dan gelombang suara untuk memproses informasi, bukan bergantung pada saklar transistor tradisional. Proyek ini dikembangkan oleh para ilmuwan dari University of Michigan (U-M) dan University of Wisconsin-Madison, dan menerima dana hingga $6 juta (sekitar HK$4.680.000) dari Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) AS.

Tim penelitian percaya bahwa teknologi ini akan meningkatkan kecepatan komputer antara 100 hingga 1.000 kali lipat. Menurut para peneliti, teknologi ini juga dapat mengatasi batasan transistor tradisional dan secara signifikan mengurangi konsumsi energi. Pemimpin proyek, PhD asisten profesor ilmu material di University of Michigan, mengungkapkan, "Kemampuan untuk menggunakan dan memproses informasi dapat diperluas secara signifikan."

Prosesor komputer memiliki miliaran transistor, yang beralih dengan cepat untuk memproses data dan menjalankan instruksi. Para produsen telah menghabiskan puluhan tahun untuk mengecilkan ukuran transistor guna meningkatkan kinerja komputer dan mengurangi konsumsi energi. Namun, seiring dengan semakin kecilnya ukuran transistor, efisiensinya justru menurun. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa elektron dapat mengalir bahkan ketika transistor dalam keadaan mati, menyebabkan pemborosan energi. Menurut tim, transistor tradisional mungkin mencapai batas efisiensi energi teoritisnya pada tahun 2037.

Desain dan Fungsi Chip M3BOLT

Untuk mengatasi tantangan ini, para ilmuwan merancang M3BOLT dengan menggunakan bahan ferroelectric bernama lead magnesium niobate-lead titanate (PMN-PT) dan dilapisi dengan lapisan tipis paduan magnetik gallium. Ketika medan listrik diterapkan, orientasi elektrik di dalam kristal akan berubah, yang pada gilirannya mempengaruhi sifat magnetik lapisan gallium dan menghasilkan gelombang yang disebut gelombang magnetik. Gelombang ini dapat merambat melalui material dengan sedikit hambatan, mengurangi kehilangan energi panas. Karena gelombang magnetik dapat mencapai frekuensi terahertz, komputer dapat memproses informasi dengan kecepatan ratusan kali lipat dari prosesor gigahertz konsumen saat ini.

Tidak hanya itu, perangkat ini juga dapat melakukan pemrosesan dan penyimpanan informasi. Untuk mencapai tujuan ini, para peneliti perlu mengubah orientasi magnetik lapisan gallium, beralih antara gelombang suara magnetik dan non-magnetik. Kedua keadaan ini dapat berfungsi sebagai status 1 dan 0, menggantikan dua tingkat tegangan dalam transistor saat ini. Perlu dicatat bahwa bahkan setelah sumber daya dimatikan, orientasi magnetik akan tetap tidak berubah. Ini berarti bahwa material yang sama memiliki potensi untuk memproses informasi dan menyimpan data tanpa memerlukan pasokan daya yang terus menerus.

Peluang Komputer Masa Depan

Film gallium yang dibuat dengan teknologi laser pulse deposition membantu menghemat energi dan mengurangi transmisi data. "Perangkat otomatis atau bergerak dapat membawa komputer yang lebih kuat tanpa memerlukan sumber daya besar," kata Heron dalam siaran pers. Tim dari University of Wisconsin-Madison akan menggunakan simulasi komputer untuk meneliti kinerja chip dan mengidentifikasi potensi cacat material. Sementara itu, tim dari University of Michigan akan terus mengembangkan material, perangkat, dan sirkuit agar teknologi ini dapat berfungsi dalam komputer nyata. Profesor teknik di University of Michigan, Wei LU, menyatakan bahwa tim saat ini fokus pada perangkat untuk aplikasi daya rendah.

"Tetapi bayangkan, suatu hari kita bisa membangun superkomputer dengan mereka," kata Wei di akhir, "Anda mungkin tidak perlu pembangkit listrik nuklir untuk menjalankan pusat data besar."