Θέτοντας ένα νέο σημείο αναφοράς για την απόδοση της μνήμης Flash, μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο Fudan στη Σαγκάη ανέπτυξε μια εξαιρετικά γρήγορη, μη πτητική συσκευή μνήμης σε επίπεδο picosecond. Τι είναι όμως ακριβώς η μνήμη σε επίπεδο picosecond; Αναφέρεται στη μνήμη που μπορεί να διαβάσει και να γράψει δεδομένα μέσα σε ένα χιλιοστό του νανοδευτερόλεπτου ή ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου.
Το τσιπ που αναπτύχθηκε πρόσφατα, με το όνομα «PoX» είναι ικανό να αλλάζει στα 400 picoseconds, ξεπερνώντας ουσιαστικά το προηγούμενο παγκόσμιο ρεκόρ των 2 εκατομμυρίων λειτουργιών ανά δευτερόλεπτο.
Η παραδοσιακή SRAM (Στατική Μνήμη Τυχαίας Πρόσβασης) και η DRAM (Δυναμική Μνήμη Τυχαίας Πρόσβασης) μπορούν να γράφουν δεδομένα σε χρόνους που κυμαίνονται από 1 έως 10 νανοδευτερόλεπτα. Ωστόσο, μη πτητικός τύπος μνήμης, οπότε όλα τα αποθηκευμένα δεδομένα χάνονται μόλις απενεργοποιηθεί η τροφοδοσία.
Από την άλλη πλευρά, η μνήμη flash, όπως αυτή που χρησιμοποιείται στους δίσκους SSD και τις μονάδες USB, δεν είναι ασταθής, επομένως διατηρεί δεδομένα ακόμη και χωρίς ρεύμα. Το μειονέκτημα είναι ότι είναι πολύ πιο αργό, συνήθως διαρκεί από μικροδευτερόλεπτα έως χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτός ο περιορισμός ταχύτητας καθιστά τη μνήμη flash ακατάλληλη για σύγχρονα συστήματα AI (Τεχνητή Νοημοσύνη), τα οποία συχνά χρειάζεται να μετακινούν και να ενημερώνουν μεγάλες ποσότητες δεδομένων σχεδόν αμέσως κατά την επεξεργασία σε πραγματικό χρόνο.
Δεδομένου ότι το PoX είναι ένας μη πτητικός τύπος μνήμης, μπορεί να διατηρήσει δεδομένα χωρίς να χρειάζεται τροφοδοσία όταν είναι σε αδράνεια. Ο συνδυασμός της εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και των εξαιρετικά γρήγορων ταχυτήτων εγγραφής σε επίπεδο picosecond θα μπορούσε να βοηθήσει στην εξάλειψη της μακροχρόνιας συμφόρησης μνήμης στο υλικό τεχνητής νοημοσύνης, όπου το μεγαλύτερο μέρος της χρήσης ενέργειας δαπανάται πλέον για τη μετακίνηση δεδομένων αντί για την επεξεργασία τους.
Ο καθηγητής Zhou Peng και η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο Fudan αναδιαμόρφωσαν πλήρως τη δομή της μνήμης Flash όπου αντί για το παραδοσιακό πυρίτιο, χρησιμοποίησαν το δισδιάστατο γραφένιο Dirac, γνωστό για την ικανότητά του να αφήνει τα φορτία να κινούνται γρήγορα και ελεύθερα.
Βελτίωσαν περαιτέρω το σχέδιο προσαρμόζοντας το μήκος Gaussian του καναλιού μνήμης, το οποίο τους επέτρεψε να δημιουργήσουν ένα φαινόμενο γνωστό ως 2D super-injection. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια εξαιρετικά γρήγορη και σχεδόν απεριόριστη ροή φόρτισης στο στρώμα αποθήκευσης της μνήμης, παρακάμπτοντας ουσιαστικά τους περιορισμούς ταχύτητας που αντιμετωπίζει η συμβατική μνήμη.
«Χρησιμοποιώντας αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης για τη βελτιστοποίηση των συνθηκών δοκιμής διεργασιών, έχουμε προχωρήσει σημαντικά αυτήν την καινοτομία και ανοίξαμε το δρόμο για τις μελλοντικές εφαρμογές της», δήλωσε ο Zhou σε συνέντευξή του στο Xinhua .
Για να επιταχυνθεί η ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας στον πραγματικό κόσμο, η ερευνητική ομάδα φέρεται να συνεργάζεται στενά με κατασκευαστικούς εταίρους σε όλη τη διαδικασία Ε&Α. Η επαλήθευση με ταινία έχει ήδη ολοκληρωθεί, δίνοντας υποσχόμενα πρώιμα αποτελέσματα.
Ο Liu Chunsen, ερευνητής στο State Key Laboratory of Integrated Chips and Systems στο Πανεπιστήμιο Fudan, είπε: “Μπορέσαμε πλέον να φτιάξουμε ένα μικρής κλίμακας, πλήρως λειτουργικό τσιπ. Το επόμενο βήμα περιλαμβάνει την ενσωμάτωσή του σε υπάρχοντα smartphone και υπολογιστές. Με αυτόν τον τρόπο, κατά την ανάπτυξη τοπικών μοντέλων στα τηλέφωνα και τους υπολογιστές μας, δεν θα αντιμετωπίζουμε πλέον προβλήματα που προκαλούνται από την υφιστάμενη τεχνολογία“.
Δείτε ΦΩΤΟ ΕΔΩ
photo: pixabay
