De fiecare dată când este folosit smartphone-ul pentru a trimite un mesaj text, a face o fotografie sau a posta pe rețelele de socializare, nenumărați electroni fac munca grea în culise, gestionând intrările și stocând acele informații. Dar, în noul studiu, oamenii de știință chinezi prezintă un cip de memorie flash bidimensional (2D) care poate capta un electron solitar la temperatura camerei, reducând energia necesară pentru procesarea datelor.

Dispozitivul a fost numit 'Guiyi', un concept din budismul chinez care înseamnă 'întoarcere la unu'. Aceasta este o aluzie la faptul că un singur electron este minimul teoretic necesar pentru a transfera un singur bit, publicația South China Morning Post comparându-l cu 'Sfântul Graal al industriei semiconductorilor'.

Motivul pentru care această tehnologie ar putea fi o mare descoperire, cred oamenii de știință, este că promite să rezolve provocările asociate cu eficiența energetică, viteza și stabilitatea, toate într-un singur dispozitiv.

'Cerințele noastre privind viteza de stocare, capacitatea, eficiența energetică și stabilitatea au atins un nou nivel în era inteligenței artificiale', a declarat co-autorul studiului, Chunsen Liu, inginer la Universitatea Fudan, pentru publicația de stat China Daily. 'Posibilitatea de a stoca un singur bit de informație prin schimbarea stării unui singur electron va reduce semnificativ consumul de energie și va deschide calea pentru o capacitate de stocare mult mai mare'.

Conform studiului, oamenii de știință au încercat să stocheze date folosind un singur electron la sfârșitul anilor 1990, dar semnalul, sau impulsul electric, generat de captarea electronului era prea slab pentru a fi citit clar. Au comparat-o cu încercarea de a detecta undele produse de o singură picături de ploaie care cade într-un rezervor.

Pentru a rezolva această problemă, echipa a structurat cipul de memorie flash 2D Guiyi pentru a prezenta un strat de grafen înainte de poarta plutitoare - o capcană care poate reține electroni și un loc unde datele pot fi stocate chiar și după oprirea alimentării.

Electronii se pot deplasa prin rețeaua hexagonală a unui singur atom a grafenului cu o rezistență foarte scăzută și la viteză mare, cu pierderi minime de energie. Acest strat de grafen permite electronilor să accelereze înainte de a trece prin poarta plutitoare, unde sunt apoi prinși.

Rezultatul a fost un impuls electric mai puternic de la un singur electron prins, care a produs un semnal de 0,5 volți - de 10 ori mai puternic decât încercările anterioare cu un singur electron, au spus cercetătorii.

Liu a declarat pentru China Daily că Guiyi ar putea ajuta datele să se deplaseze mai rapid între unitățile de calcul și cele de stocare. 'Acest lucru ar reduce semnificativ întârzierile în transferul de date, ar îmbunătăți eficiența calculului și ar ajuta la extinderea aplicațiilor AI în toate industriile', a spus el.

Guiyi este un alt exemplu de 'cercetători care explorează noi arhitecturi de dispozitive pentru a depăși blocajele de memorie actuale' cauzate de inteligența artificială (AI), a declarat pentru Live Science într-un e-mail Andrew Humphris, profesor de nanoimagistică la Universitatea din Bristol și fondator al companiei de metrologie a semiconductorilor Infinitesima.

Cererea de sarcini de lucru AI și modele lingvistice mari a creat un decalaj de performanță între viteza procesorului și cea a memoriei, încetinind astfel transferul de date. În același timp, cei trei producători de cipuri care domină piața memoriei flash NAND - Samsung, SK Hynix și Micron - renunță la prioritățile acestei forme de memorie nevolatilă care păstrează datele stocate atunci când alimentarea este oprită.

În schimb, aceștia își măresc capacitatea pentru memoria cu lățime de bandă mare. Acest lucru a cauzat o penurie de memorii NAND și a crescut prețurile. Tehnologii precum Guiyi, care promit să accelereze transferul de date, ar putea umple golul.

Deși Guiyi este o dovadă puternică a conceptului, utilizarea comercială va fi o poveste diferită. Humphris a avertizat că adevărata provocare va fi extinderea, spunând: 'o descoperire științifică poate transforma o industrie doar atunci când poate fi produsă în mod fiabil, repetat și economic'.

El a citat exemplul producătorului de componente ASML, a cărui tehnologie ultravioletă extremă (EUV) a devenit omniprezentă în industria semiconductorilor. Această tehnologie este utilizată de companii precum Intel și Samsung pentru producerea de noduri de procesare de 3 și 5 nanometri. ASML a avut nevoie de mai mult de două decenii pentru a duce tehnologia EUV din laboratorul de cercetare în stadiul de producție comercială - ceea ce este mult mai mult decât anticipase compania.

'Companiile care vor modela următoarea generație de cipuri AI nu vor fi doar cele cu cele mai bune tehnologii', a adăugat Humphris, 'ci și cele care pot produce la scară largă și la costul corect'.

Cu toate acestea, echipa condusă de primul autor al studiului, Zhou Peng, profesor de microelectronică la Universitatea Fudan, are planuri îndrăznețe. După cum a relatat South China Morning Post, acesta a declarat pentru Jiefang Daily (ziarul oficial al Comitetului Municipal din Shanghai al Partidului Comunist Chinez) în iunie că intenționează să înființeze o companie la sfârșitul acestui an pentru a comercializa tehnologia în termen de trei până la cinci ani. Dacă vor avea succes, a spus el, acest lucru ar putea 'zgudui' piața memoriilor flash.

Sursa: agerpres.ro