由劍橋大學領導的一個研究小組開發了一種新穎的計算機內存設計,該設計有望顯著提高性能,同時減少互聯網和通信技術的能源需求。
據該大學稱,未來十年內,人工智能、算法、互聯網使用和其他數據驅動技術預計將占全球電力消耗的30% 以上。

“在很大程度上,能源需求的爆炸式增長是由于當前計算機存儲技術的缺陷造成的,”劍橋大學材料科學與冶金系的第一作者馬庫斯·海倫布蘭德博士說?!霸趥鹘y計算中,一側有內存,另一側有處理,數據在兩者之間重新洗牌,這既需要能量又需要時間?!?br />
研究人員試驗了一種稱為電阻開關存儲器的新型技術。與可以以兩種狀態(一或零)編碼數據的傳統存儲設備不同,這種新型存儲器可以實現連續的狀態范圍。
這是通過在
防爆正壓柜特定材料上施加電流,導致電阻增加或減少來完成的。電阻的各種變化會產生不同的可能狀態來存儲數據。
“例如,基于連續范圍的典型USB記憶棒能夠容納十到100倍的信息,”Hellenbrand解釋道。
該團隊開發了一種基于氧化鉿的原型器件,迄今為止,該器件已被證明對于電阻開關存儲器應用具有挑戰性。這是因為該材料在原子水平上沒有結構。然而,海倫布蘭德和他的同事找到了解決方案:將鋇添加到混合物中。
“這些材料可以像大腦中的突觸一樣工作。
添加鋇后,會在氧化鉿厚膜之間形成高度結構化的鋇“橋”。在這些橋與器件觸點相交的地方,產生了能量勢壘,允許電子穿過。能壘可以升高或降低,從而改變氧化鉿復合材料的電阻,從而允許材料中存在多種狀態。
“這些材料真正令人興奮的是它們可以像大腦中的突觸一樣工作:它們可以在同一個地方存儲和處理信息,就像我們的大腦一樣,”海勒布蘭德說。
研究人員認為,這可能會導致密度和性能更高、能耗更低的計算機存儲設備的開發,使該技術在人工智能和機器學習領域特別有前景。
該大學的商業化部門劍橋
防爆電器公司已申請了該技術的專利,科學家們目前正在與業界合作開展更大規模的可行性研究。他們聲稱,將氧化鉿集成到現有的制造工藝中并不具有挑戰性,因為該材料已經用于半導體生產。