シナプス

ケンブリッジ大学、リンシェーピング大学、パデュー大学、ロンドン大学ユニバーシティ・カレッジ、バッファロー大学、ロスアラモス国立研究所の研究者らは、酸化ハフニウムをベースにしたコンピューターメモリーへの新しいアプローチを考案し、両方のパフォーマンスを劇的に向上させることができます。そして効率性。

「このエネルギー需要の急増は、現在のコンピュータのメモリ技術の欠点によるところが大きい」と、インターネットやその他の通信ネットワークを動かすコンピュータが成長し、メモリの3分の1近くを消費するという予測について、筆頭著者のマルクス・ヘレンブランド博士は主張している。今後 10 年間の世界のエネルギー供給量。 「従来のコンピューティングでは、一方にメモリがあり、もう一方に処理があり、データは両者の間でシャッフルされて戻されるため、エネルギーと時間がかかります。」

研究者らは、それを解決するにはメモリの仕組みを再考する必要があると述べ、考えられるアプローチの1つを強調するために、バリウムをドープした酸化ハフニウムをベースにしたプロトタイプのメモリデバイスの構築に着手した。 データが明確に区切られた 0 と 1 として表される従来のメモリとは異なり、チームのプロトタイプは、情報を連続した範囲の値として保存する抵抗性メモリの形式であり、密度、速度、効率が向上します。 「連続通信範囲に基づく一般的な USB スティックでは、たとえば 10 倍から 100 倍の情報を保持できるでしょう。」とヘレンブランド氏は主張します。

このデバイスは、酸化ハフニウムの平面から立ち上がる垂直のブリッジを作成することで機能し、電子が流れることができる高度に構造化されたハイウェイを作成します。一方、ブリッジされていない酸化ハフニウムは構造化されていない状態にあり、電子の流れをブロックします。 ブリッジがデバイスの接点に接するエネルギー障壁の高さを制御することにより、研究者のプロトタイプは連続値を保存することができます。

「これらの材料の本当に興味深い点は、脳内のシナプスのように機能することができることです」とヘレンブランド氏は付け加えた。 「人間の脳と同じように、情報を同じ場所に保存して処理できるため、急速に成長する AI および機械学習の分野で非常に有望です。」

チームの研究は、オープンアクセス条件の下で雑誌 Science Advances に掲載されました。 この技術に関する特許は、ケンブリッジ大学の商業化部門によって申請されている。