Cercetătorii de la Stanford au dezvoltat o nouă memorie cu schimbare de fază care ar putea ajuta computerele să proceseze cantități mari de date mai rapid și mai eficient.
Ne însărcinăm computerele cu procesarea unor cantități din ce în ce mai mari de date pentru a accelera descoperirea de medicamente, pentru a îmbunătăți previziunile meteorologice și climatice, pentru a instrui inteligența artificială și multe altele. Pentru a ține pasul cu această cerere, avem nevoie de memorie mai rapidă și mai eficientă din punct de vedere energetic decât oricând.
Cercetătorii de la Stanford au demonstrat că un nou material poate face ca memoria cu schimbare de fază – care se bazează pe comutarea între stările de rezistență ridicată și scăzută pentru a crea codul binar al datelor informatice – să fie o opțiune îmbunătățită pentru viitoarele sisteme AI și centrate pe date. Tehnologia lor scalabilă, așa cum a fost detaliată recent în Nature Communications , este rapidă, cu consum redus de energie, stabilă, de lungă durată și poate fi fabricată la temperaturi compatibile cu producția comercială.
„Nu îmbunătățim doar o singură valoare, cum ar fi rezistența sau viteza; îmbunătățim mai multe valori simultan.”, a declarat Eric Pop, profesor de inginerie electrică și profesor de știința și ingineria materialelor la Stanford. „Acesta este cel mai realist și mai prietenos lucru pe care l-am construit în această sferă. Aș vrea să mă gândesc la asta ca la un pas spre o memorie universală.”
,,Este nevoie de multă energie pentru a transmite date, mai ales când luăm în considerare volumul de muncă pe care îl are de făcut un computer în zilele noastre.” a declarat Xiangjin Wu, co-autor principal al lucrării și candidat la doctorat co-avizat de Pop și Philip Wong.
Creșterea rapidă a volumelor mari de date, a calculului de înaltă performanță și a numeroaselor aplicații de inteligență artificială centrate pe date au inspirat cererea continuă de memorie nevolatilă robustă și cu consum redus de energie. Printre tehnologiile emergente, memoria cu schimbare de fază (PCM) bazată pe calcogenide ar putea reduce decalajul de performanță dintre soluțiile existente de stocare a datelor, cum ar fi memoria flash (nevolatilă, dar relativ lentă) și memoria dinamică cu acces aleatoriu (rapidă, dar volatilă) În plus, PCM beneficiază, de asemenea, de o fereastră mare de memorie ( > 100× raportul dintre stările de rezistență) și de funcționare pe mai multe niveluri, care sunt utile pentru aplicațiile de calcul inspirate de creier.
Există multe obstacole tehnice pentru a obține o memorie universală eficientă, viabilă din punct de vedere comercial, capabilă atât de stocare pe termen lung, cât și de procesare rapidă și cu consum redus de energie, fără a sacrifica alte valori, dar noua memorie de schimbare a fazelor dezvoltată în laboratorul lui Pop este aproape ajunge la această tehnologie. Cercetătorii speră că va inspira dezvoltarea și adoptarea ulterioară ca memorie universală.
Memoria se bazează pe GST467, un aliaj de patru părți germaniu, șase părți antimoniu și șapte părți telur, care a fost dezvoltat de colaboratorii de la Universitatea din Maryland. Cercetătorii au găsit modalități de a lipi aliajul între alte câteva materiale subțiri de nanometri într-o super-structură, o structură stratificată pe care au folosit-o anterior pentru a obține rezultate bune de memorie nevolatilă.
„Compoziția unică a GST467 îi conferă o viteză de comutare deosebit de rapidă”, a declarat Asir Intisar Khan, care și-a obținut doctoratul în laboratorul lui Pop și este co-autor principal al lucrării. „Integrarea acesteia în structura superlattice în dispozitivele nanometrice permite o energie redusă de comutare, ne oferă o bună rezistență, o stabilitate foarte bună și o face nevolatilă – își poate păstra starea timp de 10 ani sau mai mult.”
