Vedci z Fudanskej univerzity sa postarali o poriadny rozruch v oblasti polovodičovej pamäte. Predstavili totiž PoX, najrýchlejšiu nevolatilnú pamäť doteraz, ktorá zapisuje dáta rýchlosťou až 25 miliárd bitov za sekundu. To znamená, že jeden bit dokáže zapísať len za 400 pikosekúnd, čo je 0,0000000004 sekundy.

Tento neuveriteľný výkon nie je len rekordom, ale aj dôkazom, že nevolatilné pamäte môžu konkurovať rýchlosťou tým najrýchlejším volatilným pamätiam ako SRAM alebo DRAM, ktoré sú dnes základom výpočtovej techniky. No len s jedným zásadným háčikom – po odpojení napájania stratia všetko, čo uchovávali. O technológií informoval portál Interesting Engineering.

PoX si však dáta pamätá aj bez napájania, čo je kľúčová vlastnosť pre zariadenia pracujúce na batériu či pre výpočty na hrane siete, kde je dôležitá energetická efektivita. Za prelomom stojí tím vedený profesorom Zhou Pengom z Čínskeho štátneho laboratória integrovaných čipov a systémov.

Vďaka radikálnemu prekopaniu fyziky flash pamätí, najmä výmenou kremíkového kanála za dvojrozmerný grafén typu Dirac a využitiu balistického pohybu elektrónov, sa im podarilo odstrániť klasické úzke hrdlo pri vstreku náboja do ukladacej vrstvy. Zhou uviedol pre agentúru Xinhua, že použitím AI pri optimalizácii výrobného procesu posunuli nevolatilnú pamäť až na jej teoretické limity.

Pixabay

Nepredstaviteľný prechod

Spoluautor Liu Chunsen prirovnal tento skok k prechodu z USB kľúča, ktorý zapisuje tisíckrát za sekundu, na čip, ktorý to zvládne miliardu krát za mrknutie oka. Pre lepšiu predstavu – predchádzajúci rekord pre zápis v nevolatilnej pamäti bol okolo dvoch miliónov operácií za sekundu, takže PoX je v tomto smere skutočne revolučný.

A nielen že je rýchly, ale zároveň extrémne úsporný, čo je pre umelú inteligenciu zásadné. Moderné AI čipy dnes viac energie míňajú na presúvanie dát ako na samotné výpočty. A tu prichádza PoX ako riešenie, ktoré môže znížiť spotrebu, urýchliť tréning aj inferenciu modelov a odbremeniť hardvér od nutnosti kombinovať rýchlu, no volatilnú pamäť s pomalšími, no trvácnejšími úložiskami.

Z priemyselného pohľadu môže táto technológia poriadne zamiešať kartami. Flash pamäte sú dnes základom polovodičovej stratégie, najmä pre ich cenu a škálovateľnosť. No ak sa PoX podarí hromadne vyrábať, môžu sa z AI čipov odstrániť celé vrstvy rýchlej vyrovnávacej pamäte SRAM, čím sa zníži plocha čipu aj spotreba energie. Predstavte si notebooky a telefóny, ktoré sa zapnú okamžite a spotrebúvajú minimum energie, alebo databázové systémy, ktoré môžu držať celé pracovné súbory v pamäti bez obáv z výpadku napájania.

Pracujú ešte na vylepšení

Pre Čínu to znamená aj strategickú výhodu v globálnych pretekoch o čipovú dominanciu. Aj keď zatiaľ nepoznáme údaje o životnosti čipov či výťažnosti výroby, použitie grafénu naznačuje, že by mohli byť kompatibilné s existujúcimi procesmi pre 2D materiály, ktoré sa už skúmajú v mnohých svetových fabrikách. Profesor Zhou uzatvára, že „náš prelom môže zmeniť smer vývoja pamäťových technológií, priniesť priemyselné inovácie a otvoriť nové scenáre využitia“.

Tím teraz pracuje na rozšírení architektúry pamäťovej bunky do väčších polí a na overovaní praktického nasadenia. Hoci konkrétni partneri zatiaľ nie sú známi, čínske fabriky už teraz urýchľujú vývoj na prepojenie 2D materiálov s bežnými výrobnými postupmi. Ak všetko pôjde podľa plánov, PoX by sa mohol stať novou triedou ultra-rýchlej a energeticky úspornej pamäte, ktorá konečne drží krok s výpočtovou silou moderných AI akcelerátorov.

Čítajte viac z kategórie: Novinky