Chip Bebas Malafungsi

Chip komputer dibuat dari serangkaian jalur listrik dimana transistor (sikuit kecil) dihubungkan. Kerusakan sekecil apa pun, seperti jalur sirkuit terputus akan membuat chip menjadi tidak berguna. Solusinya ada dua, yaitu mengatasi eror atau mem-bypass komponen yang malafungsi (anomali). Peneliti California Institute of Technology (Caltech) mencoba menguji solusi kedua dengan menawarkan jenis chip dengan konsep self-healing.

Mereka memilih sebuah penguat sinyal (terdiri dari 100.000 transistor) yang mirip de ngan sensor gerak atau satelit komunikasi. Otak dari chip-nya adalah modul self-healing dengan algoritma khusus yang terus memantau kondisi chip dan komponennya. Modul tersebut mendapat input dari beberapa sensor (onchip) yang menganalis kekuatan sinyal, suhu, dan arus. Kerusakan fatal bisa dicegah dengan mengintegrasikan komponen tambahan.

Jadi, chip ini pun menyertakan dua penguat sinyal yang terhubung secara paralel. Apabila terjadi eror, misalnya salah satu komponen chip yang anomali, sistem akan mengalihkan tugas ke komponen lain. Mekanisme ini berlaku pada frekuensi clock 50 dan 200 MHz. Jadi proses “reparasi” terjadi pada dua kecepatan (masing-masing membutuhkan waktu proses 0.8 dan 0.2 detik).

Regenerasi dengan kapsul & arus listrik

Meskipun eksistensi transistor self-healing belum terwujud, peneliti di Beckman Institute (University of Illinois) mulai mengembangkan metode self-healing alur sirkuit chip dengan kapsul mikro 10 mm. Kapsul polymer shell ini berisi metal alloy gallium dan indium yang cair pada suhu ruang (di atas 16 °C). Kapsul disebarkan di atas sirkuit (aliran arus) dalam sebuah lapisan epoxy resin. Jika ada kerusakan, kapsul mikro di atasnya akan terbuka dan aloir cair pun mengalir masuk ke celah yang terbuka untuk menutupnya.

Pada hampir setiap kasus, elektron mulai mengalir via alur yang rusak kembali dalam hitungan 20 mikro detik (ms). Sel flash dalam produk SSD atau smartphone dapat ditulis hinga (rewrite) hingga 10.000 kali sebelum rusak. Kelemahan SSD sel flash ada di Floating Gate sebagai lapisan tempat elektron disimpan. Floating Gate dilindungi lapisan oksida untuk mencegah keluarnya arus. Setiap kali tegangan diberikan (agar elektron keluar/masuk dari Floating Gate), lapisan oksida pun akan semakin menipis. Itu artinya, daya tampung Floating Gate akhirnya juga akan habis.

Lapisan oksida bisa diperbaiki dengan pemanasan lama hingga 250 °C. Namun, pemanasan langsung pada SSD tidaklah mungkin (akan merusak). Solusinya, produsen Flash Macronix menyisikan pemanas langsung pada setiap sel Flash dengan arus listrik secara singkat. Pemanas memanaskan Gate hingga suhu 800 °C untuk “meremajakan” lapisan oksidanya. Sel Flash akan awet sehingga produk SSD pun akan tahan lama. Klaim Macronix, proses tulis sel bisa berlangsung hingga 100 juta kali!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *