Вчені розробили енергоефективну ДНК-пам’ять для штучного інтелекту

Дослідники створили унікальний гібридний пристрій пам’яті, об’єднавши штучно синтезовану ДНК та кристалічний перовскіт у єдину електронну систему. Така інновація може стати фундаментом для нового покоління енергоощадної електроніки та комп’ютерних систем штучного інтелекту.

Гібридна пам’ять: ДНК і наночастинки срібла

Ключовим елементом пристрою виступає мемристор — компонент, здатний «запам’ятовувати» спрямування електричного струму навіть після відключення живлення. Це дозволяє не лише зберігати інформацію, а й обробляти її безперервно, без потреби передавати дані між пам’яттю та процесором.

В основі технології лежать короткі штучні ланцюжки ДНК, які спеціально модифікували для електропровідності шляхом додавання наночастинок срібла. Вони були інтегровані з тонкою плівкою перовскіту, утворюючи особливі провідні канали для руху електронів.

Пристрій функціонує за наднизької напруги — менш ніж 0,1 вольта. За словами авторів розробки, споживання енергії приблизно у десять разів нижче, ніж у сучасних аналогів, а потенціал щільності зберігання даних значно зростає завдяки можливостям ДНК.

"Пристрій працював за напруги менш ніж 0,1 вольта, а за заявами авторів, споживав приблизно у 10 разів менше енергії порівняно з аналогічними технологіями. Водночас дослідники говорять про потенційно значно вищу щільність зберігання даних завдяки властивостям ДНК".

Технологія для нейроморфних комп’ютерів і стійкість до температури

Унікальність розробки полягає в тому, що мемристор може не лише зберігати, а й обробляти інформацію паралельно — це нагадує спосіб роботи нейронних мереж людського мозку, де пам’ять і обчислення тісно взаємодіють. Завдяки цій властивості технологія має значний потенціал для застосування в нейроморфних комп’ютерах і сучасних системах штучного інтелекту, які вимагають високої швидкості обробки даних при мінімальному енергоспоживанні.

Ще однією перевагою пристрою є його довговічність і стабільність. Експерименти показали, що пам’ять зберігає працездатність при температурі до 121°C, а в умовах кімнатної температури зберігає функціональність понад шість тижнів. Однак для впровадження цієї технології у комерційних масштабах потрібні додаткові дослідження — зокрема випробування на великих системах і перевірка надійності протягом тривалого часу.

Загалом, ця технологія відображає новий підхід в електроніці: замість збільшення потужності процесорів чи ємності акумуляторів, вчені застосовують молекулярні матеріали, які здатні зберігати величезні обсяги інформації з мінімальними енергетичними витратами. Наукова робота опублікована у журналі Advanced Functional Materials.

Источник: kurazh.org