Naukowcy wykorzystali biologicznego wirusa do przyspieszenia komputerów

Kiedy komputer zapisuje dane, musi w pewnym momencie wykonać przerwę, gdy informacje są przekazywane z jednego podzespołu do drugiego. Trwa to milisekundy, jednak jest szansa, że i te opóźnienia zostaną wkrótce wyeliminowane. Naukowcy z MIT oraz Singapore University of Technology and Design połączyli siły i opracowali nowy sposób produkcji, który pozwoli na wyeliminowanie niepożądanych opóźnień. Kluczem do rozwiązania problemu jest zastosowanie wirusa - nie programu, ale prawdziwego, biologicznego wirusa - który zajmie się gromadzeniem informacji. Dzięki wykorzystaniu bakteriofaga o nazwie M13 można stworzyć komponenty działające na zasadzie pamięci zmiennofazowej (PCM). Jest to specyficzny typ pamięci nieulotnej, która cechuje się dużą prędkością i trwałością oraz może znacznie przyspieszyć działanie każdego komputera, zgodnie z badaniami opublikowanymi w ubiegłym miesiącu przez magazyn ACS Applied Nano Materials.

Problemem, który rozwiązuje zastosowanie wirusa, jest zmiana w jaki zawartość pamięci jest transferowana. Przenoszenie danych z bardzo szybkiej, ale nietrwałej i zależnej od napięcia pamięci RAM do dysku twardego, który zapewnia trwały zapis, może czasem zająć komputerowi nawet kilka milisekund. Zamiana takiego dwuskładnikowego systemu pamięci i zastosowanie pojedynczej, uniwersalnej pamięci zmiennofazowej może zredukować te opóźnienia do zaledwie 10 nanosekund. Niestety obecne procesy produkcyjne osiągają temperatury na tyle wysokie, że zniszczeniu ulega antymonek galu, jeden z bazowych materiałów, niezbędnych dla stworzenia układów pamięci zmiennofazowej.

Pamięć zmiennofazowa może być tak szybka jak układ RAM oraz jednocześnie oferować większą pojemność na dane niż dysk twardy. Ten typ pamięci wykorzystuje zjawisko zmiany fazy punktów nośnika z amorficznej na krystaliczną i odwrotnie za pomocą podgrzewania impulsami elektrycznymi o średnim i wysokim napięciu, zaś do odczytu wykorzystuje się prąd o niskim napięciu. Ten typ pamięci jest opracowywany m.in. przez Intela i IBM, jednak dopiero te badania mogą zniwelować poważne ograniczenia, z jakimi dotąd się borykano. Problemem okazywała się zbyt wysoka temperatura produkcji, w której zniszczeniu ulegał antymonek galu, który pełni rolę nośnika. Teraz dzięki wykorzystaniu wirusa M13 można zastosować dużo mniejsze temperatury przy produkcji, co jednocześnie pozwala na stworzenie niezbędnych połączeń pomiędzy fragmentami antymonku galu, bez jego niszczenia.