پیشرفتی مهم در زمینه ساخت حافظه کامپیوتری چندمنظوره

داده‌های تمامی تصاویر اینستاگرامی که پست می‌کنید، لازم است جایی ذخیره شوند و افزایش اطلاعات دیجیتالی که همه‌ی ما در حال تولید آن هستیم به این معنا است که به افزایش حافظه برای ذخیره‌ی آن‌ها نیز نیاز داریم. به‌تازگی دانشمندان یک نمونه‌ی کاری از نوعی حافظه را که با عنوان «حافظه‌ی چندمنظوره» (Universal Memory) شناخته می‌شود، ارائه داده‌اند؛ نوع جدیدی از سلول حافظه‌ی الکترونیکی که عناصر مثبت فناوری‌های حافظه‌ی موجود را با هم ترکیب می‌کند و در همین حین بسیاری از نقاط ضعف را به حداقل می‌رساند.

سلول‌های حافظه‌ی معرفی‌شده براساس رویکرد مکانیک کوانتوم توسعه پبدا کرده که وقتی الکترون‌ها در اطراف آن تونل می‌زنند، بازده انرژی آن افزایش می‌یابد. مانوس هین از دانشگاه لنکستر در بریتانیا می‌گوید:

به‌طور کلی، ایجاد یک حافظه‌ی چندمنظوره که اطلاعات را به‌صورت محکمی ذخیره کند و نیز به آسانی قابل تغییر باشد، غیرممکن تلقی می‌شد، اما این دستگاه ویژگی‌های مخالفی را از خود نشان داده است.

به‌طور کلی، کامپیوترها، تلفن‌ها و مراکز داده‌ها از دو نوع حافظه استفاده می‌کنند. RAM (حافظه با دسترسی تصادفی) که تمام فایل‌ها و اپلیکیشن‌های باز شما را در حافظه حفظ می‌کند. این نوع حافظه فوق‌العاده سریع است و مصرف انرژی کمی دارد اما تمامی اطلاعاتی که با این روش ذخیره شده باشد، هنگام قطع برق از دست می‌رود. اگر شما نیز هنگام گیر کردن سیستم، یک کار ذخیره‌نشده را از دست داده باشید، تاحدودی از محدودیت‌های این نوع حافظه آگاهی دارید. حافظه‌ی تصادفی پویا یا DRAM نوعی از حافظه است که بیش از همه در کامپیوترها استفاده می‌شود، اگرچه حافظه با دسترسی تصادفی ایستا (SRAM) نیز گاهی روی پردازنده‌ی اصلی کامپیوتر نصب می‌شود.

نوع دیگر حافظه، حافظه‌ی فلش است: این نوع حافظه می‌تواند فایل‌ها را به‌مدت طولانی نگه دارد، مثلا وقتی که یک سند یا تصویر را روی لپ‌تاپ ذخیره می‌کنید. این نوع حافظه کندتر از RAM است و انرژی بیشتری مصرف می‌کند. علاوه‌براین، حافظه‌ی فلش طی زمان تحلیل می‌رود، هرچند سرعت این روند به اندازه‌ای کند است که قبل از ارتقاء یک دستگاه جدید متوجه آن نمی‌شوید.

کاری که پژوهشگران در این مطالعه انجام داده‌اند، ترکیب و تطابق این دو نوع حافظه است. این کار در حال حاضر فقط در آزمایشگاه انجام شده است بنابراین تا زمانی‌که این نوع حافظه وارد دستگاه‌های شخصی ما شود، باید مدتی منتظر بمانیم و اگر چنین اتفاقی بیفتد، برای مدتی دیگر نیاز به ارتقاء هارد دیسک خود نخواهیم داشت. هین می‌گوید:

حالت ایده‌آل ترکیب کردن مزایای این دو نوع حافظه بدون معایب آن‌ها است و این همان چیزی است که ما آن را نشان داده‌ایم. دستگاه ما دارای یک زمان درونی تمام‌نشدنی ذخیره‌سازی اطلاعات است و درمقایسه‌با DRAM، می‌تواند اطلاعات را با ۱۰۰ برابر انرژی کمتر ذخیره یا حذف کند.

 پژوهشگران می‌گویند حافظه‌ی چندمنظوره‌ی آن‌ها می‌تواند میزان مصرف انرژی مرکز داده را در زمان‌های اوج، به یک پنجم کاهش دهد. این نوع حافظه همچنین توسعه‌ی نوع جدیدی از کامپیوتر را که هرگز نیازی به بوت شدن ندارد، امکان‌پذیر خواهد کرد که در فواصل زمانی‌که مورد استفاده قرار نمی‌گیرد (حتی در فاصله‌ی بین فشردن کلیدها) سریعا و به‌طور نامحسوس به‌ حالت خواب می‌رود.

پژوهشگران نتایج پژوهش خود را ثبت اختراع کرده‌اند. این پیشرفت، منافع مالی زیادی خواهد داشت و احتمالا نخستین مشتریان آن نه سازندگان تلفن همراه و لپ‌تاپ، بلکه غول‌های تکنولوژی خواهند بود (کامپیوترهایی که نیاز به ذخیره‌ی حجم عظیمی از اطلاعات دارند). بااین‌حال به‌طور بالقوه این حافظه می‌تواند برای هر فردی که از یک دستگاه الکترونیک نسل آینده استفاده می‌کند، سودمند باشد و پس از آن دیگر پست مطالب و تصاویر در رسانه‌های اجتماعی و استریم کردن ویدئو، به انرژی چندانی نیاز نخواهد داشت.

نتایج این پژوهش در Scientific Reports منتشر شده است.