Новости

Прототип компьютерной памяти убирает единицы и нули для более плотного хранения данных

Прототип компьютерной памяти избавился от единиц и нулей для более плотного хранения данных

Кембриджские ученые разработали новый прототип компьютерной памяти, который может создать более быстрые чипы, способные хранить до 100 раз больше данных. Система состоит из бариевых мостиков между пленками неупорядоченного материала.

Какой бы мощной ни была современная компьютерная технология, у нее есть несколько жестких ограничений. Данные кодируются всего в двух состояниях — единице или нуле. Эти данные хранятся и обрабатываются в разных частях компьютерной системы, поэтому их необходимо передавать туда и обратно, что требует энергии и времени.

Но новая форма компьютерной памяти, известная как память с резистивным переключением, спроектирована так, чтобы быть гораздо более эффективной. Вместо того, чтобы переворачивать бит информации в одно из двух возможных состояний, этот новый вид памяти может создавать непрерывный диапазон состояний. Это делается путем подачи электрического тока на определенные типы материалов, в результате чего их электрическое сопротивление становится сильнее или слабее. Широкий спектр этих небольших различий в электрическом сопротивлении создает ряд возможных состояний для хранения данных.

«Обычный USB-накопитель с непрерывным радиусом действия может хранить, например, от 10 до 100 раз больше информации», — сказал д-р Маркус Хелленбранд, первый автор исследования.

В новом исследовании команда разработала прототип резистивного переключающего запоминающего устройства, изготовленного из материала, называемого оксидом гафния, который уже используется в полупроводниковой промышленности в качестве изолятора. Обычно его сложно использовать для памяти, потому что он не имеет структуры на атомном уровне — его атомы гафния и кислорода случайным образом перемешаны друг с другом. Но здесь исследователи из Кембриджа обнаружили, что добавление дополнительного ингредиента помогло это изменить.

Когда в смесь добавляли барий, он образовывал вертикальные «мостики» между уложенными друг на друга тонкими пленками оксида гафния. Поскольку эти бариевые мостики хорошо структурированы, электроны могут легко проходить через них. Энергетический барьер создается в точках, где перемычки встречаются с контактами устройства, и можно контролировать высоту этого барьера, что изменяет электрическое сопротивление всего материала. Это, в свою очередь, кодирует данные.

«Это позволяет материалу существовать в нескольких состояниях, в отличие от обычной памяти, которая имеет только два состояния», — сказал Хелленбранд. «Что действительно интересно в этих материалах, так это то, что они могут работать как синапс в мозгу: они могут хранить и обрабатывать информацию в том же месте, что и наш мозг, что делает их очень перспективными для быстро развивающихся областей искусственного интеллекта и машинного обучения». /p>

Исследователи говорят, что их устройство, использующее тонкие пленки оксида гафния, соединенные бариевыми мостиками, имеет несколько преимуществ, которые помогут ему на пути к коммерциализации. Во-первых, эти конструкции могут самостоятельно собираться при относительно низких температурах, что проще, чем производство при высоких температурах, в котором нуждаются многие другие. Кроме того, эти материалы уже широко используются в производстве компьютерных микросхем, поэтому их должно быть проще включить в существующие технологии производства. ТЭО материалов позволит ученым выяснить, насколько хорошо они могут работать в больших масштабах.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.

Источник

Нажмите, чтобы оценить статью
[Итого: 0 Среднее значение: 0]

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»