Natuurkundigen van de Lancaster University hebben aangetoond dat hun uitvinding van een nieuw type geheugenapparaat de manier waarop computers, smartphones en andere gadgets werken.

"Universeel geheugen" is, in essentie, een geheugen waar de gegevens zeer robuust worden opgeslagen, maar kan ook eenvoudig worden gewijzigd; iets dat tot nu toe algemeen als onhaalbaar werd beschouwd.

Momenteel, de twee belangrijkste soorten geheugen, dynamisch RAM (DRAM) en flash, complementaire kenmerken en rollen hebben. DRAM is snel, dus gebruikt voor actief (werk)geheugen, maar het is vluchtig, wat betekent dat informatie verloren gaat wanneer de stroom wordt verwijderd. Inderdaad, DRAM 'vergeet' voortdurend en moet voortdurend worden ververst. Flash is niet-vluchtig, zodat u gegevens in uw zak kunt dragen, maar is erg traag. Het is zeer geschikt voor gegevensopslag, maar kan niet worden gebruikt voor actief geheugen.

Het artikel, gepubliceerd in de januari-editie van het tijdschrift IEEE-transacties op elektronische apparaten , laat zien hoe individuele geheugencellen in arrays met elkaar kunnen worden verbonden om een ​​RAM te maken. Het voorspelt dat dergelijke chips op zijn minst de snelheidsprestaties van DRAM zouden evenaren, maar doe dat 100 keer efficiënter, en met het extra voordeel van niet-volatiliteit.

Deze nieuwe niet-vluchtige RAM, genaamd ULTRARAM, zou een werkende implementatie zijn van het zogenaamde 'universele geheugen', alle voordelen van DRAM en flash combineren, zonder de nadelen.

Professor Manus Hayne, wie leidt het onderzoek, zei:"Het werk dat in dit nieuwe artikel is gepubliceerd, betekent een belangrijke vooruitgang, het verstrekken van een duidelijke blauwdruk voor de implementatie van ULTRARAM-geheugen."

Het Lancaster-team loste de paradox van universeel geheugen op door gebruik te maken van een kwantummechanisch effect dat resonante tunneling wordt genoemd en waarmee een barrière kan overschakelen van ondoorzichtig naar transparant door een kleine spanning toe te passen.

Het nieuwe werk beschrijft geavanceerde simulaties van dit proces; en stelt een uitleesmechanisme voor voor de geheugencellen dat het contrast tussen logische toestanden met vele ordes van grootte zou moeten verbeteren, waardoor cellen in grote arrays kunnen worden aangesloten. Het laat ook zien dat de scherpe overgang tussen opaciteit en transparantie van de resonante tunnelingbarrière een zeer compacte architectuur met een hoge bitdichtheid mogelijk maakt.

Lopend werk is gericht op de maakbaarheid van werkgeheugenchips, inclusief fabricage van arrays van apparaten, ontwikkeling van uitleeslogica, schaalbaarheid van apparaten en implementatie op silicium.