In een baanbrekend onderzoek onderzoekers hebben met succes een methode ontwikkeld die zou kunnen leiden tot ongekende vooruitgang in computersnelheid en -efficiëntie.

Door deze studie, onderzoekers Desmond Loke, Griffioen Clausen, Jacqueline Ohmura, Sleep-Chong Chong, en Angela Belcher hebben met succes een methode ontwikkeld om een ​​beter type geheugen "genetisch" te ontwikkelen met behulp van een virus.

De onderzoekers komen uit een samenwerkingsverband van onder meer het Massachusetts Institute of Technology en de Singapore University of Technology and Design (SUTD). De studie werd online gepubliceerd in de ACS toegepaste nanomaterialen peer-reviewed tijdschrift op 20 november, 2018.

De studie legt uit dat een belangrijke manier waarop snellere computers kunnen worden bereikt, is door de vertraging van milliseconden te verminderen die gewoonlijk het gevolg zijn van de overdracht en opslag van informatie tussen een traditionele RAM-chip (Random Access Memory), die snel maar duur is en vluchtig - wat betekent dat het stroom nodig heeft om informatie vast te houden - en een harde schijf - die niet-vluchtig maar relatief traag is.

Dit is waar het faseveranderingsgeheugen in het spel komt. Phase-change geheugen kan zo snel zijn als een RAM-chip en kan zelfs meer opslagcapaciteit bevatten dan een harde schijf. Deze geheugentechnologie maakt gebruik van een materiaal dat omkeerbaar kan schakelen tussen amorfe en kristallijne toestanden. Echter, tot deze studie, het gebruik ervan geconfronteerd met aanzienlijke beperkingen.

Een materiaal van het binaire type, bijvoorbeeld, gallium antimonide, zou kunnen worden gebruikt om een ​​betere versie van faseveranderingsgeheugen te maken, maar het gebruik van dit materiaal kan het stroomverbruik verhogen en het kan materiaalscheiding ondergaan bij ongeveer 620 kelvin (K). Vandaar, het is moeilijk om een ​​materiaal van het binaire type op te nemen in de huidige geïntegreerde schakelingen, omdat het kan scheiden bij typische productietemperaturen van ongeveer 670 K.

"Ons onderzoeksteam heeft een manier gevonden om deze grote wegversperring te overwinnen met behulp van kleine draadtechnologie, " zegt assistent-professor Desmond Loke van SUTD.

Het traditionele proces van het maken van kleine draden kan een temperatuur bereiken van ongeveer 720 K, een warmte die ervoor zorgt dat een materiaal van het binaire type scheidt. Voor het eerst in de geschiedenis, de onderzoekers toonden aan dat door gebruik te maken van de M13-bacteriofaag - beter bekend als een virus - een constructie bij lage temperatuur van kleine germanium-tin-oxide-draden en geheugen kan worden bereikt.

"Deze mogelijkheid leidt de weg naar de "eliminatie van de milliseconden opslag- en overdrachtsvertragingen die nodig zijn om moderne computers vooruit te helpen, " volgens Loke. Het zou nu kunnen zijn dat de razendsnelle supercomputers van morgen dichterbij zijn dan ooit tevoren.