انقلابی در حافظه‌های فلش؛ ثبت داده‌ها تنها در 0/4 نانوثانیه!

به گزارش رکنا، محققان دانشگاه فودان شانگهای نوعی حافظه غیرفرار پیشرفته‌ای طراحی کرده‌اند که توانایی ثبت و پردازش اطلاعات در بازه زمانی بی‌نهایت کوتاه پیکوثانیه را دارد. اما به راستی حافظه‌ای با این سرعت به چه معناست؟ به زبانی ساده، این حافظه توانایی ذخیره و بازیابی داده‌ها در یک تریلیونیم ثانیه، یا به عبارتی کسری بسیار کوچکتر از نانوثانیه را دارد.

تراشه‌ای فراتر از تصور

این تراشه نوآورانه که با نام PoX شناخته می‌شود، از قابلیت تبدیل وضعیت اطلاعات در تنها ۴۰۰ پیکوثانیه برخوردار است که رکوردی بی‌سابقه در دنیای فناوری محسوب می‌شود. این مقدار نه تنها چندین برابر سریع‌تر از حافظه‌های فعلی است بلکه امکان اجرای میلیون‌ها عملیات در عرض یک ثانیه فراهم می‌کند.

برای مقایسه، حافظه‌هایی نظیر SRAM و DRAM که در بسیاری از دستگاه‌های مدرن استفاده می‌شوند دارای زمان دسترسی در بازه ۱ تا ۱۰ نانوثانیه هستند اما با قطع شدن برق تمامی داده‌های ذخیره‌شده در این حافظه‌ها از بین خواهند رفت. از سوی دیگر، حافظه‌های فلش که به عنوان ذخیره‌سازهای غیرموقت کاربرد دارند، اگر چه پایدارتر هستند اما از نظر سرعت همخوانی لازم با نیازهای پیشرفته امروزی را ندارند.

تحولی در فناوری حافظه

حافظه PoX ترکیبی از سرعت فوق‌العاده بالا در حد پیکوثانیه و مصرف انرژی بهینه است که این ویژگی‌ها می‌تواند معضل همیشگی سخت‌افزارهای پیشرفته هوش مصنوعی را حل کند. معمولاً در این تجهیزات، بخش اعظم انرژی صرف انتقال داده‌ها می‌شود نه پردازش آن‌ها، اما با این فناوری شاهد کاهش بسیار زیاد در این مصرف انرژی خواهیم بود.

پروفسور ژو پنگ و تیم همراه او در دانشگاه فودان بازطراحی بنیادی در ساختار حافظه‌های رایج ایجاد کرده‌اند. آن‌ها به جای استفاده از مواد متداولی چون سیلیکون، به تکنولوژی پیشرفته گرافن دوبعدی دست زده‌اند که تحرک بار الکتریکی بالایی دارد و عملکرد قابل توجهی فراهم می‌کند.

راز سرعت شگفت‌انگیز

محققان توانسته‌اند با تنظیم طول کانال این حافظه، پدیده‌ای موسوم به "سوپر-تزریق دوبعدی" را به وجود آورند. این ویژگی امکان شارژ بسیار سریع و تقریبا بدون محدودیت به لایه ذخیره‌سازی حافظه را فراهم می‌کند؛ دستاوردی که محدودیت‌های رایج سرعت در حافظه‌های فعلی را به کلی از میان برداشته است.

آن‌ها همچنین از الگوریتم‌های پیشرفته هوش مصنوعی برای بهبود عملکرد و ایجاد شرایط تست دقیق استفاده کرده‌اند که این فناوری را به مرحله کاربردی نزدیک‌تر نموده است.

گامی به سوی تجاری‌سازی

تیم تحقیقاتی دانشگاه فودان برای سرعت بخشیدن به عرضه این فناوری به بازار، با شرکت‌های فعال در صنعت تکنولوژی همکاری نزدیکی دارد. طراحی اولیه این تراشه تایید شده و نتایج اولیه‌ای که از آن به دست آمده، بسیار امیدوارکننده گزارش شده است.

لیو چون‌سن، یکی از پژوهشگران ارشد این پروژه، بیان می‌کند: «ما موفق شده‌ایم تراشه‌ای کوچک و عملیاتی طراحی کنیم. گام بعدی ما، ادغام این فناوری با گوشی‌ها و کامپیوترهای امروزی است. به این ترتیب، می‌توانیم انتظار اجرای نرم‌افزارهای پیچیده هوش مصنوعی را بدون مشکلاتی نظیر کندی و داغی بیش از حد داشته باشیم.»