Исследователи из Пенсильванского университета разработали гибридное устройство памяти на основе синтетической ДНК и полупроводника перовскита. Новая технология позволяет хранить и обрабатывать информацию в одном месте, потребляя при этом в 100 раз меньше энергии, чем традиционные решения вроде флеш-накопителей.
Ключ к успеху — короткие, жесткие последовательности синтетической ДНК, специально спроектированные для электронных нужд. Их «допируют» наночастицами серебра, чтобы ДНК начала проводить электричество и выстроилась в упорядоченную структуру. Затем этот слой интегрируют с тонкими пленками кристаллического перовскита — материала, уже применяемого в солнечных батареях и лазерах.
Получившийся мемристор сохраняет информацию даже после отключения питания и работает при напряжении менее 0,1 вольта. Устройство стабильно функционирует при температурах до 250 градусов по Фаренгейту и остается работоспособным при комнатной температуре более шести недель — значительно дольше существующих аналогов на основе перовскита.
«Обычно для хранения большего объема данных требуется больше энергии, — отмечает соавтор исследования Бед Поудел. — Наше устройство потребляет в 100 раз меньше энергии, а емкость хранения при этом выше, чем у традиционных накопителей».
Комбинация ДНК и перовскита оказалась существенно эффективнее, чем каждый материал по отдельности. По словам Кавьи Керемане, это открывает путь к созданию нейроморфных систем, которые обрабатывают данные подобно нейронам мозга и могут значительно снизить энергопотребление будущих ИИ-вычислений.
Работа опубликована в журнале Advanced Functional Materials и защищена патентной заявкой. Исследование поддержали Национальный научный фонд США, Национальные институты здравоохранения и университеты Пенсильвании и Миннесоты. Как это повлияет на дизайн дата-центров следующего поколения?
