Sinapse

Pesquisadores da Universidade de Cambridge, da Universidade de Linköping, da Universidade de Purdue, da University College London, da Universidade de Buffalo e do Laboratório Nacional de Los Alamos criaram uma nova abordagem para memória de computador baseada em óxido de háfnio – e capaz de melhorar drasticamente o desempenho. e eficiência.

“Em grande medida, esta explosão na procura de energia deve-se às deficiências das actuais tecnologias de memória de computador”, afirma o primeiro autor Markus Hellenbrand, PhD, das previsões de que os computadores que controlam a Internet e outras redes de comunicações crescerão e consumirão quase um terço da energia. fornecimento de energia mundial na próxima década. "Na computação convencional, há memória de um lado e processamento do outro, e os dados são embaralhados entre os dois, o que consome energia e tempo."

Para resolver isso, dizem os pesquisadores, será necessário repensar a forma como a memória funciona – e para destacar uma abordagem possível, eles começaram a construir um protótipo de dispositivo de memória baseado em óxido de háfnio dopado com bário. Ao contrário da memória tradicional, na qual os dados são representados como zeros e uns claramente delineados, o protótipo da equipe é uma forma de memória resistiva que armazena informações como uma faixa contínua de valores – aumentando a densidade, a velocidade e a eficiência. “Um stick USB típico baseado em alcance contínuo”, afirma Hellenbrand, “seria capaz de armazenar entre dez e 100 vezes mais informações, por exemplo”.

O dispositivo funciona graças à criação de pontes verticais que se erguem do plano do óxido de háfnio, criando uma rodovia altamente estruturada através da qual os elétrons podem fluir – enquanto o óxido de háfnio sem ponte fica em um estado não estruturado e bloqueia o fluxo de elétrons. Ao controlar a altura da barreira de energia na qual as pontes encontram os contatos do dispositivo, o protótipo dos pesquisadores é capaz de armazenar valores contínuos.

“O que é realmente interessante sobre estes materiais é que eles podem funcionar como uma sinapse no cérebro”, acrescenta Hellenbrand. “Eles podem armazenar e processar informações no mesmo lugar, assim como nossos cérebros, o que os torna altamente promissores para os campos de IA e aprendizado de máquina em rápido crescimento.”

O trabalho da equipe foi publicado na revista Science Advances sob termos de acesso aberto; Uma patente da tecnologia foi registrada pelo braço de comercialização da Universidade de Cambridge.