Echipa de cercetare, condusă de Universitatea Cambridge, a dezvoltat o nouă concepție pentru memorie computerizată, care promite să îmbunătățească semnificativ performanța și să reducă cerințele energetice ale tehnologiilor internetului și comunicațiilor.
Potrivit universității, se estimează că inteligența artificială, algoritmii, utilizarea internetului și alte tehnologii bazate pe date vor necesita peste 30% din consumul global de electricitate în deceniul următor.
“În mare măsură, această explozie în cererea de energie se datorează limitărilor tehnologiilor curente de memorie computerizată”, a declarat primul autor Dr. Markus Hellenbrand, din Departamentul de Știința Materialelor și Metalurgiei al Cambridge. “În calculatoarele convenționale există memoria pe o parte și procesarea pe cealaltă parte, iar datele sunt transferate între cele două, ceea ce necesită atât energie, cât și timp.”
Cercetatorii au experimentat cu un nou tip de tehnologie cunoscut sub denumirea de memorie cu comutare rezistivă.
Spre deosebire de dispozitivele obișnuite de memorie care pot codifica datele în două stari (unu sau zero), acest nou tip de memorie poate permite o gamă continuă de stari.
Acest lucru se realizează prin aplicarea unei curente electrice asupra materialelor specifice, ceea ce determină creșterea sau scăderea rezistenței electrice. Diversele modificări ale rezistenței electrice creează diferite stari posibile pentru stocarea datelor.
“De exemplu, un stick USB obișnuit bazat pe gamă continuă ar putea stoca între zece și 100 de ori mai multe informații,” a explicat Hellenbrand.
Echipa a dezvoltat un dispozitiv prototip bazat pe oxid de hafniu, care până acum s-a dovedit a fi dificil pentru aplicațiile de memorie cu comutare rezistivă. Acest lucru se datorează faptului că materialul nu are o structură la nivel atomic. Hellenbrand și coechipierii săi au găsit însă o soluție: adăugarea de bariu în amestec.
“Atunci când a fost adaugat bariu, acesta a format punți de bariu foarte structurate între straturile groase de oxid de hafniu. La punctul unde aceste punți întâlnesc contactele dispozitivului, s-a creat o barieră energetică care permite electronilor să treacă.
Bariera energetică poate fi crescută sau coborâtă, ceea ce schimbă rezistența compozitului de oxid de hafniu și permite existența mai multor stari în material.
“Ceea ce este cu adevărat interesant la aceste materiale este că pot funcționa ca o sinapsa în creier: pot stoca și procesa informații în același loc, asemenea creierului nostru,” a declarat Hellebrand.
Cercetătorii cred că aceasta ar putea duce la dezvoltarea de dispozitive de memorie computerizată cu densitate și performanță mult mai mari, dar cu consum redus de energie, ceea ce face tehnologia promițătoare în domeniul inteligenței artificiale și al învățării automate.
O patentă pentru această tehnologie a fost depusă de Cambridge Enterprise, departamentul de comercializare al universității, iar oamenii de știință lucrează acum împreună cu industria pentru a realiza studii mai ample privind fezabilitatea.
Ei susțin că integrarea oxidului de hafniu în procesele de fabricație existente nu va fi dificilă, deoarece acest material este deja utilizat în producția semiconductorilor.
