Caltech phát minh vi mạch tự phục hồi

Các nhà khoa học của Viện Công nghệ California (California Institute of Technology, tức Caltech) đã chế tạo được loại vi mạch tự phục hồi sau hư hỏng. Thiết bị sử dụng vi mạch này sẽ không sợ đoản mạch, chiếu xạ, hư hỏng cơ học… 

Trong quá trình thí nghiệm, các bộ phận của microchip thậm chí bị phá hủy bằng laser mạnh, nhưng cuối cùng vi mạch “thông minh” vẫn khôi phục được khả năng làm việc chỉ sau chưa đầy 1 giây. Trong khi cái chip nhỏ đến mức một đồng xu nhỏ có thể xếp 76 thiết bị này.

“Điều đó gây ấn tượng thật khó tin. Tôi cảm thấy, chúng tôi đã chứng kiến một bước tiến mới trong sự tiến hóa các mạch tích hợp. Chúng tôi thực sự đã cho nổ một nửa bộ khuếch đại và làm bay hơi nhiều trong số các thành phần của nó như các transistor. Tuy nhiên, nó đã tự khôi phục được và sau đó nó khôi phục được tính năng gần như tối ưu”, một trong các tác giả của công nghệ độc đáo này, GS Ali Hajimiri nói.

Cho đến nay, ngay cả những hư hỏng nhỏ cũng thường làm chết hoàn toàn các vi mạch tích hợp. Các chuyên gia Caltech đã quyết định chế tạo các vi mạch có một thứ gì đó giống như “hệ miễn dịch” có khả năng phát hiện vấn đề và khôi phục khả năng làm việc cho chip.

Kết quả là họ đã chế tạo được mẫu chế thử một vi mạch như vậy. Bộ khuếch đại công suất “không sợ hỏng” này bao gồm nhiều sensor tin cậy dùng để kiểm soát nhiệt độ, dòng, điện thế và công suất tiêu thụ. Thông tin từ các sensor này được truyền tới bộ xử lý trung tâm vốn có vai trò như “bộ não” của hệ thống. Bộ xử lý phân tích hiệu quả làm việc của bộ khuếch đại và nếu cần thì chuyển chức năng của các bộ phận nào đó.

Điều thú vị là “bộ não” không hoạt động dựa trên các thuật toán, tức là không nhất thiết phải tiên liệu mọi loại hỏng hóc có thể xảy ra. Thay vào đó, bộ xử lý đưa ra các kết luật trên cơ sở các chỉ số hiển thị tổng hợp của các sensor. Nói một cách đơn giản, hệ thống luôn tự động tìm cấu hình tối ưu để có hiệu suất tối đa mà “không quan tâm” đến nguyên nhân hỏng hóc.
Như vậy, các vi mạch phức tạp có thể tự động duy trì hiệu quả làm việc cao trong những điều kiện rất khác nhau, chẳng hạn khi bị quá nhiệt hay sụt điện áp. Khi bị hỏng nặng, vi mạch đó sẽ duy trì được khả năng làm việc dù là tối thiểu để có thể cứu sống con người trong một số tình huống.

Ngày nay, không thể hình dung một lĩnh vực nào có thể thiếu thiết bị điện tử. Nền văn minh chúng ta hiện thực tế dựa trên chính các máy tính điện tử và độ tin cậy chúng có tầm quan trọng hàng đầu. Các vi mạch “bất khả phá hủy” hiển nhiên sẽ là bước quan trọng tiến tới các tàu vũ trụ, ô tô, máy bay… siêu tin cậy.