Живые вирусы помогут ускорить и увеличить эффективность компьютеров следующих поколений

Живые вирусы помогут ускорить и увеличить эффективность компьютеров следующих поколений

Известно, что во время работы любой вычислительной системы в ее недрах возникают нежелательные задержки, связанные с необходимостью переноса блоков данных или программного кода из одного места в другое. Чаще всего длинные задержки возникают во время переноса данных из быстрой оперативной памяти на медленные жесткие диски и наоборот, а решением этой проблемы может являться использование больших массивов энергонезависимой памяти, которая должна быть так же быстра, как динамическая оперативная память, и недорога для того, чтобы ее можно было включить в состав системы в достаточном количестве. И одним из перспективных типов такой быстрой энергонезависимой памяти является память на основе фазовых переходов (phase-change memory, PCM), о которой и пойдет речь ниже.

Память на основе эффекта фазовых переходов работает за счет переключения активного элемента каждой ячейки из кристаллического в аморфное состояние и наоборот. Однако, практическое использование такого вида памяти было весьма затруднено в связи с некоторыми проблемами. Главной проблемой здесь является то, что материал, используемый в качестве активного элемента, антимонид галлия, к примеру, расслаивается и теряет свои «фазовые» свойства при температуре выше 377 градусов Цельсия (650 Кельвинов). Поэтому элементы из таких материалов крайне затруднительно включать в состав кристаллов полупроводниковых чипов, ведь некоторые этапы технологического процесса их производства включают высокотемпературную обработку.

Решением проблемы производства нанопроводников из аморфных материалов, которые являются активными элементами ячеек памяти, стал инновационный процесс, разработанный учеными из Массачусетского технологического института и Сингапурского университета технологий и дизайна (Singapore University of Technology and Design, SUTD). Самым интересным в новом процессе является то, что в роли главного действующего лица впервые выступает «живой» биологический объект — вирус-бактериофаг M13.

Модифицированные вирусы M13, искусственно «подстегиваемые» специальным внешним воздействием, выступают в роли строителей, создающих тончайшие нанопроводники из оксида олова-германия, материала, который может выступать в роли активного элемента ячейки фазовой памяти. При этом, процесс «строительства» протекает при нормальных условиях и проводники из материала полностью сохраняют все свои «фазовые» свойства.

В настоящее время исследователи работают над улучшением технологии контроля за деятельностью вирусов M13, что в скором времени позволит использовать эти вирусы для изготовления нанопроводников строго заданной длины и диаметра. «После этого изготовление чипов энергонезависимой PCM-памяти станет уж совсем несложным делом» — пишут исследователи, — «И тогда новая память позволит устранить миллисекундные задержки, что увеличит быстродействие и эффективность, как обычных компьютеров, так и суперкомпьютеров любого уровня производительности».

Источник

Добавить комментарий