Sinapsis

Investigadores de la Universidad de Cambridge, la Universidad de Linköping, la Universidad Purdue, el University College London, la Universidad de Buffalo y el Laboratorio Nacional de Los Alamos han ideado un nuevo enfoque para la memoria de computadora basado en óxido de hafnio, y capaz de mejorar dramáticamente ambos rendimientos. y eficiencia.

"En gran medida, esta explosión en la demanda de energía se debe a las deficiencias de las tecnologías actuales de memoria de las computadoras", afirma el primer autor, Markus Hellenbrand, PhD, sobre las predicciones de que las computadoras que manejan Internet y otras redes de comunicaciones crecerán hasta consumir casi un tercio de la energía. el suministro mundial de energía en la próxima década. "En la informática convencional, hay memoria en un lado y procesamiento en el otro, y los datos se barajan entre los dos, lo que consume energía y tiempo".

Para resolver esto, dicen los investigadores, será necesario repensar cómo funciona la memoria y, para resaltar un posible enfoque, se propusieron construir un prototipo de dispositivo de memoria basado en óxido de hafnio dopado con bario. A diferencia de la memoria tradicional en la que los datos se representan como ceros y unos claramente delineados, el prototipo del equipo es una forma de memoria resistiva que almacena información como un rango continuo de valores, lo que aumenta la densidad, la velocidad y la eficiencia. "Una memoria USB típica basada en un alcance continuo", afirma Hellenbrand, "podría contener, por ejemplo, entre diez y cien veces más información".

El dispositivo funciona gracias a la creación de puentes verticales que se elevan desde el plano del óxido de hafnio, creando una carretera altamente estructurada a través de la cual los electrones pueden fluir, mientras que el óxido de hafnio sin puentes se encuentra en un estado no estructurado y bloquea el flujo de electrones. Al controlar la altura de la barrera de energía a la que los puentes se encuentran con los contactos del dispositivo, el prototipo de los investigadores puede almacenar valores continuos.

"Lo realmente interesante de estos materiales es que pueden funcionar como una sinapsis en el cerebro", añade Hellenbrand. "Pueden almacenar y procesar información en el mismo lugar, como lo hace nuestro cerebro, lo que los hace muy prometedores para los campos de rápido crecimiento de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático".

El trabajo del equipo ha sido publicado en la revista Science Advances en términos de acceso abierto; La división de comercialización de la Universidad de Cambridge ha presentado una patente sobre la tecnología.