Nova tehnologija omogućava do sto puta veću gustoću memorije

Nova istraživanja materijala obećavaju doista zapanjujuće poboljšanje performansi računalnih uređaja, ako sudimo po onome što je postigao istraživački tim pod vodstvom Markusa Hellbranda, uz suradnju znanstvenika na Cambridgeu.

Naime, vjeruje se da novi materijal, temeljen na slojevima hafnijevog oksida, s tuneliranim barijevim šiljcima koji mijenjaju napon, spaja svojstva materijala vezanih za pamćenje i obradu. To znači da bi uređaji mogli raditi za pohranu podataka, nudeći od 10 do 100 puta veću gustoću od postojećih medija za pohranu, ili bi se mogli koristiti kao samostalna jedinica za obradu informacija. Sve je detaljno objavljeno u Science Advances.

Istraživanje daje uvid gdje bismo mogli završiti s daleko većom gustoćom, performansama i energetskom učinkovitošću u našim računalnim uređajima. Toliko, zapravo, da bi tipični USB stick temeljen na tehnologiji koja se zove kontinuirani raspon mogao sadržavati između 10 i 100 puta više informacija od onih koje trenutno koristimo.

Uz udvostručenje gustoće radne memorije svake četiri godine, proizvođačima bi trebala desetljeća da konačno postignu istu razinu gustoće koju ova tehnologija pokazuje kroz ovo istraživanje.

To je nešto što se jednostavno ne događa u našoj trenutnoj tehnologiji poluvodiča. Jer, dizajn tranzistora i materijala toliko se razlikuje između onoga što je potrebno za memorijsku ćeliju i onoga što je potrebno za procesorsku ćeliju, uglavnom u smislu izdržljivosti, kao u, sposobnost da ne trpi degradacije performansi, da trenutno ne postoji način da se to dvoje spoji.

Ta nemogućnost spajanja znači da informacije moraju neprekidno kolati između sustava za obradu i njegovih različitih predmemorija, kao i njegovog vanjskog memorijskog skupa. U računalstvu se to naziva "von Neumannovo usko grlo", što znači da će sustav s odvojenom memorijom i mogućnostima obrade biti fundamentalno ograničen propusnošću između njih oboje. Zbog toga sve kompanije za dizajn poluvodiča dizajniraju namjenski hardver koji ubrzava razmjenu informacija. Primjerice, to su Infinity Fabric i NVLink.

Prednosti spajanja memorije i obrade prilično su spektakularne. Dok je konvencionalna memorija sposobna za samo dva stanja, jedan ili nula, rezistivni sklopni memorijski uređaj može promijeniti otpor kroz niz stanja. To mu omogućava da funkcionira pri povećanim varijantama napona, što zauzvrat omogućava kodiranje više informacija. Na dovoljno visokoj razini, ovo je gotovo isti proces koji se događa u NAND području, s povećanjem bitova po ćeliji koji odgovara većem broju mogućih naponskih stanja otključanih u dizajnu memorijske ćelije.

U teoriji, a više o njoj možete pronaći unutar samog znanstvenog rada, sve djeluje sjajno. Ali, kao i svaka tehnologija, doći će i ova, kada bude spremna. Ako ikad bude.