Исследователи демонстрируют жидкометаллическую оперативную память FlexRAM с использованием биомимикрии

Исследователи из Университета Цинхуа разработали инновационную технологию оперативной памяти под названием FlexRAM. Она использует капли жидкого металла, взвешенные в мягком биополимерном материале, чтобы имитировать биты данных. Подача электрических импульсов окисляет или восстанавливает металл, что позволяет переключаться между состояниями высокого и низкого сопротивления для кодирования 1 и 0.

Данные могут храниться до 12 часов без питания. Текущий прототип состоит из 8 независимых 1-битных ячеек памяти, общим объемом 1 байт. Он продемонстрировал более 3500 циклов записи, хотя для коммерческого использования требуется более длительный срок службы. Размер капель металла может быть уменьшен до нанометров, что позволит значительно увеличить плотность памяти.

FlexRAM обещает революцию в области гибкой электроники и вычислительных устройств. Ожидается применение в мягкой робототехнике, медицинских имплантатах и гибких носимых гаджетах. Несмотря на то, что технология находится на ранней стадии, она демонстрирует, что инновации в области вычислений и памяти, которые когда-то казались невозможными, могут стать реальностью. FlexRAM открывает путь к радикально новому будущему электроники и вычислений.

Вероятно, FlexRAM потребует решения нескольких проблем перед коммерциализацией:

1. Увеличение срока службы. Для практического применения необходимы миллионы циклов чтения/записи, что требует дальнейших усовершенствований материалов и структур.
2. Повышение плотности. Для конкуренции с существующими технологиями памяти необходимы гигабитные масштабы. Уменьшение размера капель металла до нанометрового уровня ключевое для этого.
3. Совместимость с КМОП. Для широкого применения FlexRAM должна быть интегрирована с традиционной кремниевой электроникой. Это потребует преодоления технологических проблем совместимости материалов и процессов.
4. Низкая стоимость. Как и для любой новой технологии памяти, стоимость является ключевым фактором для коммерческого успеха. Масштабное производство и оптимизация процесса необходимы для конкуренции по цене.

Если эти проблемы будут решены, FlexRAM имеет потенциал для революционизации вычислительной техники. Гибкость, низкое энергопотребление и высокая плотность могут открыть двери для новых форм-факторов и видов устройств. Но пока FlexRAM остается на ранней стадии исследований, и потребуются годы работы, прежде чем она сможет перейти к коммерческому применению. Будем надеяться, что технология оправдает свой потенциал и будет способствовать прогрессу человечества.

Другие перспективные исследования в области «neuromorphic» вычислений и памяти включают:

• Искусственные синапсы. Исследователи разрабатывают электронные устройства, имитирующие поведение биологических синапсов. Они могут обучаться и адаптироваться, подобно нейронным сетям мозга.

• Ферроэлектрическая память. Использует спонтанную поляризацию в определенных материалах для хранения данных. Обещает ультранизкое энергопотребление и высокую скорость.

• Мемристоры. Устройства с переменным сопротивлением, которое зависит от истории потока тока. Могут имитировать синаптическую пластичность нейронных связей.

• Спин-троника. Использует свойства электронного спина для хранения и обработки данных. Обещает быстродействие, высокую плотность и низкое энергопотребление.

• Квантовые вычисления. Используют квантово-механические эффекты, такие как квантовая запутанность и суперпозиция, для решения некоторых вычислительных задач гораздо быстрее, чем традиционные компьютеры. Позволяет решать некоторые проблемы, непосильные для классических компьютеров.

Все эти направления важны для будущего вычислительных технологий. В сочетании с традиционными подходами они могут революционизировать вычислительную мощь и сделать компьютеры более похожими на человеческий разум. FlexRAM и исследования в этой области приближают нас к этому будущему.