الذرات تحت الضغط: الباحثون يرون فجر ذاكرة الحوسبة فائقة الكفاءة

مفتاح المقاوم الهجين

يجمع هذا النهج، الذي تم تطويره في مختبر ستيفن إم وو، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر والفيزياء، بين أفضل الصفات الموجودة في شكلين موجودين من التبديل المقاوم للذاكرة: الذاكرات ومواد تغيير الطور. يتمتع كلاهما بمزايا ولكن أيضًا عيوب مقارنة بأشكال الذاكرة الأكثر شيوعًا اليوم، بما في ذلك ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكي (DRAM) والذاكرة المحمولة.

قال وو إن الميمرستورات، التي تعمل عن طريق تطبيق جهد كهربائي على سلك رفيع بين قطبين كهربائيين، تميل إلى الافتقار إلى الموثوقية مقارنة بأشكال الذاكرة الأخرى. وفي الوقت نفسه، تحتاج المواد المتغيرة الطور إلى إذابة المادة بشكل انتقائي إلى حالة غير متبلورة أو بلورية، الأمر الذي يتطلب استهلاكًا مفرطًا للطاقة.

اختراقات في تكنولوجيا الذاكرة

قام الباحثون بدمج أفكار من الميمريستورات وأجهزة تغيير الطور لتجاوز القيود المفروضة على كلا الجهازين. وقال وو: "نحن نصنع جهازًا ذاكريًا ذو طرفين يدفع مرحلة بلورية واحدة إلى مرحلة بلورية أخرى. تتمتع المرحلتان البلوريتان بمقاومات مختلفة، وبعد ذلك يمكنك تخزين ذلك كذاكرة".

يكمن المفتاح في استخدام مادة ثنائية الأبعاد يمكن تمديدها إلى النقطة الحرجة بين مرحلتين بلوريتين مختلفتين ودفعها في أي اتجاه بقوة قليلة نسبيًا.

الهندسة والتعاون

وقال وو: "إن تصميمنا الهندسي يقوم في الأساس بتمديد المادة في اتجاه واحد وضغطها في الاتجاه الآخر". "من خلال القيام بذلك، يمكن تحسين الأداء بعدة مراتب. ويبدو لي أنه يمكن استخدام هذه المادة في نهاية المطاف في أجهزة الكمبيوتر المنزلية كشكل من أشكال الذاكرة فائقة السرعة وفائقة الكفاءة. وقد يكون لهذا تأثير كبير على الحوسبة ككل."

أجرى وو وفريقه من طلاب الدراسات العليا أعمالًا تجريبية وتعاونوا مع الباحثين في قسم الهندسة الميكانيكية في روتشستر، بما في ذلك الأستاذان المساعدان حسام عسكري وسوبيت سينغ، لتحديد مكان وكيفية تطبيق الضغط على المادة. إن أكبر عقبة أمام صنع ميمريستورات متغيرة الطور هي الاستمرار في تحسين موثوقيتها بشكل عام، لكنه متشجع بالتقدم الذي أحرزه فريقه حتى الآن.

مرجع "هندسة السلالة لممريستور تغيير طور الموليبدينوم ثنائي التلورايد العمودي"، المؤلف: هو وينهوي، أحمد عزيزيمانيش، أديتيا داي، يانغ يوفينغ، وانغ ووشيو، شاو تشين، وو هوي، حسام عسكري، سوبهيت سينغ وستيفن إم وو، 23 نوفمبر 2023، "الطبيعة - الإلكترونيات".

دوى:10.1038/s41928-023-01071-2

المصدر المجمع: ScitechDaily