Дослідницька група під керівництвом Кембриджського університету розробила нову конструкцію комп'ютерної пам'яті, яка значно підвищить продуктивність і знизить енергоспоживання інтернету та комунікаційних технологій.

За даними університету, штучний інтелект, інтернет та інші засновані на даних технології потребуватимуть понад 30% світового споживання електроенергії протягом наступного десятиліття. Переміщення інформації між пристроями зберігання та обробки вимагає багато енергії та часу, йдеться в дослідженні.

Вчені експериментували з новим типом технології, відомої як пам'ять з резистивним перемиканням. На відміну від наявних пристроїв, які кодують дані у двох станах (одиниця або нуль), розробка вчених дає змогу використовувати безперервний діапазон станів.

Цього вдалося досягти шляхом подачі електричного струму на певні матеріали, що призводить до збільшення або зменшення електричного опору. Різні зміни в електричному опорі створюють різні можливі стани для зберігання даних.

"Типовий USB-накопичувач, заснований на безперервному діапазоні, зможе зберігати, наприклад, у десять-сто разів більше інформації", - сказав провідний автор дослідження Маркус Хелленбранд (Markus Hellenbrand).

Команда розробила прототип пристрою на основі оксиду гафнію. Досі він виявлявся складним для застосування в пам'яті з резистивним перемиканням через відсутність структури матеріалу на атомному рівні. Однак учені знайшли рішення: додали в суміш барій.

Це дало змогу створити високоструктуровані барієві "містки" між товстими плівками оксиду гафнію. У точці перетину цих "містків" із контактами пристроїв створюється енергетичний бар'єр, що дозволяє електронам перетинати його.

Енергетичний бар'єр можна підвищувати або знижувати. Це змінює опір композиту оксиду гафнію і дає змогу матеріалу існувати в кількох станах.

За словами вчених, фінальний результат виявився схожим на роботу синапса в мозку, які можуть зберігати й обробляти інформацію в одному й тому ж місці. Дослідники вважають, що це може призвести до створення пристроїв комп'ютерної пам'яті з набагато більшою щільністю і продуктивністю, але з меншим енергоспоживанням.

Кембриджське підприємство, комерційний підрозділ університету, подало заявку на патент. Тепер учені працюють із промисловістю для проведення більш масштабних досліджень. Вони стверджують, що інтеграція оксиду гафнію в наявні виробничі процеси не викличе труднощів, оскільки матеріал уже використовується у виготовленні напівпровідників.