24 Jun 2023 (
Berita Nanowerk) Para peneliti telah mengembangkan desain baru untuk memori komputer yang dapat sangat meningkatkan kinerja dan mengurangi kebutuhan energi dari internet dan teknologi komunikasi, yang diperkirakan akan menghabiskan hampir sepertiga listrik global dalam sepuluh tahun mendatang. Para peneliti, yang dipimpin oleh University of Cambridge, mengembangkan perangkat yang memproses data dengan cara yang sama seperti sinapsis di otak manusia. Perangkat ini didasarkan pada oksida hafnium, bahan yang sudah digunakan dalam industri semikonduktor, dan penghalang kecil yang dirakit sendiri, yang dapat dinaikkan atau diturunkan untuk memungkinkan elektron lewat. Metode mengubah hambatan listrik dalam perangkat memori komputer, dan memungkinkan pemrosesan informasi dan memori ada di tempat yang sama, dapat mengarah pada pengembangan perangkat memori komputer dengan kepadatan yang jauh lebih besar, kinerja yang lebih tinggi, dan konsumsi energi yang lebih rendah. Hasilnya dilaporkan dalam jurnal
Kemajuan ilmu pengetahuan (
“Desain film tipis dari nanokomposit hafnium oksida amorf memungkinkan keseragaman peralihan resistif antarmuka yang kuat”).
Dunia kita yang haus data telah menyebabkan membengkaknya permintaan energi, membuatnya semakin sulit untuk mengurangi emisi karbon. Dalam beberapa tahun ke depan, kecerdasan buatan, penggunaan internet, algoritme, dan teknologi berbasis data lainnya diperkirakan akan mengonsumsi lebih dari 30% listrik global.
“Untuk sebagian besar, ledakan permintaan energi ini disebabkan kekurangan teknologi memori komputer saat ini,” kata penulis pertama Dr Markus Hellenbrand, dari Departemen Ilmu Material dan Metalurgi Cambridge. “Dalam komputasi konvensional, ada memori di satu sisi dan pemrosesan di sisi lain, dan data diacak kembali di antara keduanya, yang menghabiskan energi dan waktu.” Salah satu solusi potensial untuk masalah memori komputer yang tidak efisien adalah jenis teknologi baru yang dikenal sebagai memori switching resistif. Perangkat memori konvensional mampu memiliki dua status: satu atau nol. Namun, perangkat memori switching resistif yang berfungsi, akan mampu melakukan rentang status yang berkelanjutan - perangkat memori komputer berdasarkan prinsip ini akan mampu mencapai kepadatan dan kecepatan yang jauh lebih besar.
“Stik USB tipikal berdasarkan jangkauan kontinu akan mampu menyimpan informasi antara sepuluh dan 100 kali lebih banyak, misalnya,” kata Hellenbrand.
Hellenbrand dan rekan-rekannya mengembangkan perangkat prototipe berdasarkan oksida hafnium, bahan isolasi yang sudah digunakan dalam industri semikonduktor. Masalah dengan menggunakan bahan ini untuk aplikasi memori switching resistif dikenal sebagai masalah keseragaman. Pada tingkat atom, hafnium oksida tidak memiliki struktur, dengan atom hafnium dan oksigen bercampur secara acak, membuatnya sulit digunakan untuk aplikasi memori.
Namun, para peneliti menemukan bahwa dengan menambahkan barium ke film tipis oksida hafnium, beberapa struktur yang tidak biasa mulai terbentuk, tegak lurus terhadap bidang oksida hafnium, dalam material komposit.
'Jembatan' kaya barium vertikal ini sangat terstruktur, dan memungkinkan elektron untuk melewatinya, sementara oksida hafnium di sekitarnya tetap tidak terstruktur. Pada titik di mana jembatan ini bertemu dengan kontak perangkat, penghalang energi dibuat, yang dapat dilintasi elektron. Para peneliti mampu mengontrol ketinggian penghalang ini, yang pada gilirannya mengubah hambatan listrik material komposit.
“Hal ini memungkinkan banyak keadaan ada dalam materi, tidak seperti memori konvensional yang hanya memiliki dua keadaan,” kata Hellenbrand.
Tidak seperti material komposit lainnya, yang memerlukan metode pembuatan suhu tinggi yang mahal, komposit hafnium oksida ini dapat dirakit sendiri pada suhu rendah. Bahan komposit menunjukkan tingkat kinerja dan keseragaman yang tinggi, menjadikannya sangat menjanjikan untuk aplikasi memori generasi selanjutnya.
Paten atas teknologi tersebut telah diajukan oleh Cambridge Enterprise, unit komersialisasi Universitas.
“Apa yang benar-benar menarik dari bahan-bahan ini adalah mereka dapat bekerja seperti sinaps di otak: mereka dapat menyimpan dan memproses informasi di tempat yang sama, seperti otak kita, menjadikannya sangat menjanjikan untuk bidang AI dan pembelajaran mesin yang berkembang pesat,” kata Hellenbrand.
Para peneliti sekarang bekerja dengan industri untuk melakukan studi kelayakan yang lebih besar pada material, untuk memahami lebih jelas bagaimana bentuk struktur berkinerja tinggi.
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
- PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- PlatoESG. Otomotif / EV, Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
- BlockOffset. Modernisasi Kepemilikan Offset Lingkungan. Akses Di Sini.
- Sumber: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63228.php
