Дослідники з Пенсільванського університету розробили гібридний пристрій пам'яті на основі синтетичної ДНК та напівпровідника перовскіту. Нова технологія дозволяє зберігати та обробляти інформацію в одному місці, споживаючи при цьому в 100 разів менше енергії, ніж традиційні рішення на кшталт флеш-накопичувачів.
Ключ до успіху — короткі, жорсткі послідовності синтетичної ДНК, спеціально спроектовані для електронних потреб. Їх «допують» наночастинками срібла, щоб ДНК почала проводити електрику і вишикувалася в упорядковану структуру. Потім цей шар інтегрують із тонкими плівками кристалічного перовскіту — матеріалу, що вже застосовується в сонячних батареях та лазерах.
Отриманий мемристор зберігає інформацію навіть після вимкнення живлення і працює при напрузі менше 0,1 вольта. Пристрій стабільно функціонує при температурах до 250 градусів за Фаренгейтом і залишається працездатним при кімнатній температурі понад шість тижнів — значно довше за існуючі аналоги на основі перовскіту.
«Зазвичай для зберігання більшого обсягу даних потрібно більше енергії, — зазначає співавтор дослідження Бед Поудел. — Наш пристрій споживає в 100 разів менше енергії, а ємність зберігання при цьому вища, ніж у традиційних накопичувачів».
Комбінація ДНК і перовскіту виявилася суттєво ефективнішою, ніж кожен матеріал окремо. За словами Кав'ї Керемане, це відкриває шлях до створення нейроморфних систем, які обробляють дані подібно до нейронів мозку і можуть значно знизити енергоспоживання майбутніх ШІ-обчислень.
Роботу опубліковано в журналі Advanced Functional Materials і захищено патентною заявкою. Дослідження підтримали Національний науковий фонд США, Національні інститути охорони здоров'я та університети Пенсільванії і Міннесоти. Як це вплине на дизайн дата-центрів наступного покоління?
