حافظه ای که می تواند به «زهره» برود

یک دستگاه حافظه جدید گرمای باورنکردنی را تحمل می کند و داده ها را تا دمای 600 درجه سانتیگراد حفظ می کند.

به گزارش تینار، محققان دانشگاه پنسیلوانیا(UPenn) یک دستگاه حافظه مقاوم در برابر حرارت جدید ساخته اند که می تواند در دمای بالای 1112 فارنهایت(600 درجه سانتیگراد) کار کند؛ دمایی که حتی برای ذوب یک سنگ نیز کافی است.

به نقل از فیز، این قابلیت به این حافظه اجازه می دهد تا در محیط های بسیار چالش برانگیز مورد استفاده قرار گیرد و حتی می تواند یک روز به هوش مصنوعی در سیاره زهره نیز کمک کند.

آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چرا گوشی هوشمند شما در یک بعدازظهر آفتابی بسیار داغ کار نمی کند، اما وقتی آن را برای مدتی در سایه می گذارید دوباره راه می افتد؟ مقصر در اینجا حافظه یا به عبارت دقیق تر، موادی است که از آن ساخته شده است.

با افزایش دما، الکترون های حافظه فرار می کنند که منجر به از دست دادن اطلاعات و از کار افتادن دستگاه می شود. اگر گرمای بیش از حد وجود داشته باشد، دستگاه هرگز بازیابی نمی شود. به همین دلیل است که هیچ دستگاه حافظه ای در نزدیکی موتور جت یا دستگاهی که بتواند فضاپیما را در سیاره زهره راه اندازی کند، پیدا نمی کنید.

اکنون ممکن است این موضوع خیلی زود تغییر کند.

دستگاه حافظه مقاوم جدید

یک تیم تحقیقاتی به رهبری دیپ جاریوالا و روی اولسون که هر دو دانشیار دانشکده مهندسی و علوم کاربردی در دانشگاه پنسیلوانیا هستند، یک حافظه غیرفرار(NVM) ایجاد کرده اند که وقتی دما از 200 درجه سانتیگراد فراتر می رود، از بین نمی رود.

فناوری NVM کاملاً جدید نیست و در دستگاه های ذخیره سازی مانند فلش مموری استفاده می شود؛ جایی که اطلاعات را می توان بدون برق فعال، ذخیره کرد.

ماهیت مقاوم در برابر حرارت فناوری NVM جدید از ماده ای به نام نیترید اسکاندیم آلومینیوم فروالکتریک(AlScN) ناشی می شود.

دیرن پرادهان، محقق فوق دکترا در آزمایشگاه جاریوالا اولسون در بیانیه ای مطبوعاتی گفت: ساختار بلوری AlScN همچنین پیوندهای پایدارتر و قوی تری بین اتم ها به آن می دهد، به این معنی که نه تنها در برابر حرارت مقاوم است، بلکه بسیار بادوام است. مهم تر از آن، طراحی و ویژگی های دستگاه حافظه ما امکان سوییچ سریع بین حالت های الکتریکی را فراهم می کند که برای نوشتن و خواندن داده ها با سرعت بالا بسیار مهم است.

این دستگاه دارای ساختار فلز-عایق-فلز با الکترودهای نیکل و پلاتین و یک لایه نازک 45 نانومتری از AlScN است که حدوداً 1800 برابر نازک تر از یک تار موی انسان است.

ماه ها طول کشید تا محققان به ضخامتی برسند که عملکرد این حافظه را در دماهای بالا ارایه کند.

محققان همچنین نشان دادند که دستگاه تحت یک میلیون چرخه خواندن و نوشتن قرار می گیرد و نسبت روشن و خاموش شدن ثابتی را برای بیش از 6 ساعت حفظ می کند. به گفته آنها، هر دوی این قابلیت ها برای یک NVM بی سابقه است.

هوش مصنوعی در زهره

این دستگاه جدید همچنین از نظر ساختاری با دستگاه های کاربید سیلیکون با دمای بالا که برای عملیات در دمای شدید طراحی شده اند، سازگار است.

محققان مطمین هستند علاوه بر ساخت دستگاهی که می تواند برای اکتشاف فرازمینی کار کند، این دستگاه می تواند شکاف های موجود در معماری های محاسباتی موجود را نیز برطرف کند.

به عنوان مثال جدا کردن یک واحد پردازش و حافظه روش ناکارآمدی است، زیرا داده ها باید بین این اجزا حرکت کنند. این می تواند منجر به ایجاد یک گلوگاه شود، همانطور که این روزها در مورد حجم وسیعی از داده ها که برای توسعه مدل های هوش مصنوعی پردازش می شوند، اتفاق می افتد.

جاریوالا می گوید: پایداری دستگاه حافظه ما می تواند به ادغام حافظه و پردازش نزدیک تر با هم کمک کند و سرعت، پیچیدگی و کارایی محاسبات را افزایش دهد. ما این را «محاسبات تقویت شده حافظه» می نامیم و با تیم های دیگر کار می کنیم تا زمینه را برای هوش مصنوعی در محیط های جدید فراهم کنیم.

بنابراین، توسعه مدل های هوش مصنوعی در محیط های فرازمینی نیز خارج از محدوده توانایی های این دستگاه نیست.

یافته های این پژوهش در مجله Nature Electronics منتشر شده است.

پایان خبر تینار