Il sogno di una memoria unica e universale per i computer potrebbe diventare realtà prima di quanto pensiamo grazie a GST467.
Gli scienziati hanno progettato un nuovo entusiasmante materiale denominato “GST467”, composto da germanio, antimonio e terbio. Utilizzato in una struttura innovativa chiamata superreticolo, potrebbe essere la chiave per sostituire sia la RAM a breve termine che l’archiviazione a lungo termine nei nostri dispositivi.
Questa svolta potrebbe inaugurare un’era di computer più veloci, più efficienti dal punto di vista energetico e meno costosi.
Cos’è la memoria universale?
I computer esistenti si basano su diversi tipi di memoria. La memoria a breve termine come la RAM offre velocità ma richiede ampio spazio fisico e potenza costante. Se il sistema si spegne, i tuoi dati andranno persi. La memoria flash (si pensi agli SSD) è ottima per l’archiviazione permanente, ma non può eguagliare la velocità della RAM per il trasferimento dei dati. Una vera memoria universale trasformerebbe le esperienze informatiche con prestazioni incredibili e sistemi semplificati.
Gli scienziati spiegano che “GST467” è un eccellente candidato per la memoria a cambiamento di fase (PCM). Il suo vantaggio principale è una transizione fisica più stabile grazie al passaggio dallo stato cristallino a quello fuso in modo altamente controllato per rappresentare gli uno e gli zeri dei dati. Questa transizione assorbe o rilascia anche energia misurabile, definendo ulteriormente il meccanismo di stoccaggio.
La ricerca innovativa mostra che questi dispositivi sono incredibilmente veloci, consumano energia e sono in grado di conservare i dati potenzialmente per oltre un decennio, anche a temperature elevate. È importante sottolineare che gli scienziati ritengono che questa tecnologia sia notevolmente favorevole all’industria per la produzione rispetto alle alternative.
Cosa fa la RAM in un computer?
La RAM è un’area di archiviazione superveloce che contiene tutte le informazioni che il tuo computer sta utilizzando attivamente in questo momento. Quando apri un programma, guardi un video o modifichi un documento, i dati necessari per tali attività vengono caricati nella RAM. Ciò consente al cervello del tuo computer, la CPU, di accedere rapidamente a tali informazioni ed eseguire le tue istruzioni.
A differenza di un disco rigido o SSD, che archivia i file in modo permanente, la RAM è temporanea. Non appena spegni il computer, il contenuto della RAM svanisce. Ecco perché è così importante salvare regolarmente il tuo lavoro; La RAM non è il luogo per l’archiviazione a lungo termine ed è il componente principale utilizzato elaborazione parallela.
La quantità di RAM del tuo computer ha un grande impatto sulla fluidità del suo funzionamento. Se hai molta RAM, puoi destreggiarti tra più programmi o aprire file di grandi dimensioni senza che il tuo computer rallenti. D’altra parte, non avere abbastanza RAM significa che il tuo computer deve spostare costantemente i dati tra la RAM e il disco rigido più lento, il che fa sì che tutto sembri lento.
Come funzionano GST467 e la memoria a cambiamento di fase?
Il PCM funziona utilizzando un materiale (come GST467) che può cambiare il suo stato fisico tra la forma cristallina e quella amorfa. Questi due stati corrispondono allo 0 e 1 binario a causa delle loro resistenze elettriche radicalmente diverse.
o cambiare stato, brevi impulsi elettrici forniscono un riscaldamento mirato. Un impulso forte e breve induce un rapido riscaldamento e quindi un rapido raffreddamento, bloccando il materiale in uno stato amorfo (fuso). Un impulso più lungo e più debole provoca un riscaldamento graduale per ottenere una struttura cristallina.
Poiché i due stati hanno resistenze molto diverse, un impulso elettrico a bassissima potenza può misurare la resistenza per leggere i dati memorizzati senza disturbare lo stato.
I materiali tradizionali utilizzati nella ricerca PCM per creare memoria universale comportano dei compromessi. Ecco dove GST467 eccelle in:
Stabilità
La chiave per un PCM affidabile è quanto “stabile” sia ogni stato. GST467 mostra un’incredibile stabilità sia nelle sue strutture amorfe che cristalline, il che porta a:
- Conservazione dei dati: I dati possono essere archiviati in modo affidabile per lunghi periodi, anche a temperature elevate. Ciò si traduce in una vera non volatilità, un must per sostituire lo storage flash
- Resistenza: Può sopportare molti più cicli di lettura/scrittura, riducendo il rischio di guasto delle celle di memoria
Commutazione efficiente
GST467 può passare da uno stato all’altro a temperature e tensioni inferiori rispetto ad altri materiali simili. Ciò si traduce direttamente in un minore consumo energetico e un funzionamento più rapido.
Facile da produrre
Le temperature e i processi necessari per lavorare con GST467 sono più compatibili con le pratiche di produzione di semiconduttori esistenti rispetto ad altri potenziali materiali di memoria universali. Ciò accelera potenzialmente lo sviluppo e riduce i costi.
Quindi, GST467 non eccelle in un singolo parametro ma raggiunge uno straordinario equilibrio di qualità cruciali. Questo è ciò che lo colloca su un percorso promettente verso la vera memoria universale che colma il divario tra RAM e storage tradizionale.
La corsa alla memoria universale
“GST467” non è solo in questo spazio. ULTRARAM, basato su diversi semiconduttori, è un forte contendente. Sebbene attualmente più vicino alla commercializzazione, ULTRARAM soffre di alcune limitazioni come requisiti di tensione più elevati e potenziale tossicità. Al contrario, il team dietro GST467 sottolinea che il loro design può facilmente integrarsi nei processi di produzione di chip esistenti. In definitiva, questo fattore potrebbe rivelarsi cruciale per una rapida adozione.
Sebbene permangano degli ostacoli, questi risultati rendono la vera memoria universale ancora più possibile. Eric Pop, uno dei responsabili della ricerca, evidenzia il futuro: “Il prossimo passo fondamentale è convincere i partner del settore ad aiutarci ad ampliare questo progetto in modo economicamente vantaggioso… [making] accessibile per l’inclusione nei dispositivi di consumo”.
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