(Képek: Singularity Hub, Wikimedia Commons, Pixabay)
A növekvő adatfeldolgozással párhuzamosan a számítógépek energiafogyasztása, az energiafogyasztással pedig a széndioxid-kibocsátás is nő. A mesterséges intelligenciával, internethasználattal és egy csomó más technológiával néhány év leforgása alatt harminc százalékkal emelkedhet a globális energiafogyasztás.
A szó szerint is egekbe szökő energiaigény részben a jelenlegi memóriatechnológiák korlátaira vezethetők vissza, arra a tényre, hogy a hagyományos komputereknél elkülönült az feldolgozás és a tárolás, így az adatok mozgása energia- és időigényes. Megoldást jelenthet az emberi agyról mintázott, a feldolgozást és a tárolást egy helyen végző neuromorfikus hardver.
Rezisztív kapcsolómemória
Az angliai Cambridge Egyetem kutatói hasonló megoldást, a teljesítményt növelő, a fogyasztást csökkentő „rezisztív kapcsolómemóriát” találtak ki. Míg a mai memóriákat használó eszközök két állapotra (zéróra és egyre) képesek, addig a rezisztív kapcsolómemória állapottartománya folyamatos, így pedig a vele működő gépek sokkal sűrűbbek és gyorsabbak.
Az új eszközhöz a félvezetőiparban már alkalmazott hafnium-dioxidot és önmagukat összeszerelő apró „akadályokat” használtak, amelyek felemelkedése és leeresztése lehetővé teszi az elektronok áthaladását. A feldolgozás és a tárolás így egy helyen történhet. Egy ilyen alapon működő USB-n például tízszer-százszor több információ tárolható, mint a mostaniakon.
Miért jó a hafnium-oxid?
Atomi szinten a hafnium-oxidnak nincs szerkezete, az atomok véletlenszerűen keverednek, az anyagot ezért nehéz memóriákhoz használni. A kutatók viszont rájöttek, hogy ha vékony hafnium-oxid filmekhez báriumot adnak, a hafnium-oxid síkra merőleges, szokatlan formák alakulnak ki. Az elektronok ezeken a függőleges hidakon, a hidak és az eszköz érintkezési pontjain keletkező energiakorláton keresztül haladnak át, de maga a hafnium-oxid változatlanul „szerkezet nélküli” marad. A korlát – akadály – magassága szabályozható, amellyel megváltozik a kompozitanyag elektromos ellenállása.
Így jöhet létre, a hagyományos memóriával ellentétben, több állapot. Más kompozitokkal szemben, a hafnium-oxid szerkezetek alacsony hőmérsékleten összeállnak. Mivel egyenletes, jó teljesítményre képes, ígéretes anyag lehet következőgenerációs memóriákhoz. A kutatók szerint ezek az anyagok kicsit úgy működnek, mint az emberi agy szinapszisai, márpedig a majdani MI- és gépitanulás-alkalmazásokhoz ez komoly előny.
