Vědci z nizozemské Univerzity v Twente vyvinuli feroelektrický materiál, ve kterém se mohou ukládat informace podobně jako v mozkových synapsích a neuronech. Informaci zveřejnili na univerzitním webu a výzkumnou práci publikovali ve vědeckém časopise Advanced Functional Materials.
Jen nuly a jedničky nestačí
Paměti, které se běžně používají v počítačích, kódují informace ve dvou stavech – 1 nebo 0. Mozek ale funguje odlišně. Pro ukládání informací využívá mnohem více stavů, díky čemuž pracuje rychleji a spotřebuje podstatně méně energie.
Podobné vícestavové kódování informací se podařilo vědcům dosáhnout ve feroelektrického materiálu složeném z olova, zirkonu a titanu (PZT). Působením elektrického pole se dají krystaly PZT přepnout do požadovaného stavu, který se zachová i po jeho odpojení. Nový materiál tedy funguje jako stabilní, takzvaná nevolativní paměť.
Zachování stavu v tomto materiálu souvisí s efektem polarizace, která je rychlým a trvalým procesem. O feroelektrických nevolatilních pamětech se již déle uvažuje jako o univerzálních pamětech pro počítače, které by mohly nahradit rychlé DRAM i trvalé úložiště dat.
Na grafech jsou vyjádřeny časy potřebné pro zápis stavů. Tyto se mohou ve srovnání s rychlostí současných procesorů jevit jako velmi velké, výzkumníci však podtrhují, že značné množství zápisů se dá vytvořit paralelně.
Možnost zápisu více stavů v PZT však vznikla až když vědci přidali 25nm vrstvu oxidu zinečnatého. Při zkoumání vlastností této kombinace zjistili, že se v rámci jednoho krystalu dají ovládat i menší oblasti. Získali tak mnohem více možných stavů mezi hodnotami 0 a 1, které vznikají v závislosti na různém trvání zápisu informace. Nový materiál tak umožňuje pracovat s daty podobně jako mozkové neurony a synapse.
Použití vícestavových pamětí může v nových výpočetních systémech dramaticky zvýšit rychlost logických operací a snížit spotřebu energie.
