حافظه‌ای که می‌تواند به «زهره» برود

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

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

این قابلیت به این حافظه اجازه می دهد تا در محیط های بسیار چالش برانگیز استفاده شود و حتی ممکن است روزی به هوش مصنوعی سیاره زهره کمک کند.

آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چرا گوشی هوشمند شما در یک بعدازظهر آفتابی بسیار گرم کار نمی کند، اما زمانی که آن را برای مدتی در سایه می گذارید دوباره روشن می شود؟ نقص در اینجا حافظه است، یا بهتر است بگوییم موادی که از آن ساخته شده است.

با افزایش دما، الکترون های حافظه به بیرون سرازیر می شوند و در نتیجه داده ها از بین می روند و دستگاه آسیب می بیند. اگر بیش از حد گرم شود، دستگاه هرگز بهبود نمی یابد. به همین دلیل است که در نزدیکی موتور جت یا دستگاهی که بتواند یک فضاپیما را به سمت زهره پرتاب کند، دستگاه های حافظه را پیدا نخواهید کرد.

حالا ممکن است خیلی زود تغییر کند.

دستگاهی جدید با حافظه بادوام

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

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

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

دیرن پرادهان، یکی از همکاران فوق دکترا در آزمایشگاه Jariwala Olson، در یک خبر مطبوعاتی گفت: “ساختار کریستالی AlScN همچنین به آن پایداری بیشتر و پیوندهای قوی‌تر بین اتم‌ها می‌دهد، به این معنی که نه تنها در برابر حرارت مقاوم است، بلکه بسیار بادوام است.”

مهمتر از آن، طراحی و ویژگی‌های دستگاه حافظه ما امکان سوئیچینگ سریع بین حالت‌های الکتریکی را فراهم می‌کند، که برای نوشتن و خواندن داده‌ها با سرعت بالا حیاتی است.

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

ماه ها طول کشید تا محققان به ضخامتی دست یابند که عملکرد این حافظه را در دمای بالا تضمین کند.

محققان همچنین نشان دادند که دستگاه یک میلیون چرخه خواندن و نوشتن را پشت سر گذاشته و نسبت روشن/خاموش ثابت را برای بیش از 6 ساعت حفظ کرده است. به گفته آنها، هر دو قابلیت برای NVM بی سابقه هستند.

هوش مصنوعی زهره

دستگاه جدید همچنین از نظر ساختاری با دستگاه‌های کاربید سیلیکون با دمای بالا که برای کار در دماهای شدید طراحی شده‌اند سازگار است.

محققان اطمینان دارند که علاوه بر ساخت دستگاهی که می تواند برای تحقیقات بیگانگان کار کند، این دستگاه می تواند شکاف های موجود در معماری رایانه های موجود را نیز برطرف کند.

به عنوان مثال، جداسازی CPU و حافظه یک روش ناکارآمد است زیرا داده ها باید بین این اجزا حرکت کنند. این می‌تواند منجر به مشکلاتی شود، همانطور که این روزها با حجم عظیمی از داده‌ها که برای توسعه مدل‌های هوش مصنوعی پردازش می‌شوند، اتفاق می‌افتد.

Jariwala می گوید: “پایداری دستگاه حافظه ما می تواند به ادغام حافظه و پردازش دقیق تر، افزایش سرعت، پیچیدگی و کارایی محاسبات کمک کند.” ما این را «محاسبات تقویت‌شده حافظه» می‌نامیم و با تیم‌های دیگر کار می‌کنیم تا راه را برای هوش مصنوعی در محیط‌های جدید هموار کنیم.

بنابراین توسعه مدل های هوش مصنوعی در محیط های فرازمینی خارج از توان این دستگاه نیست.

نتایج این تحقیق در مجله Nature Electronics منتشر شده است.