Các nhà nghiên cứu từ Đại học Pennsylvania đã phát triển một thiết bị lưu trữ lai dựa trên DNA tổng hợp và chất bán dẫn perovskite. Công nghệ mới này cho phép lưu trữ và xử lý thông tin tại cùng một nơi, đồng thời tiêu thụ ít năng lượng hơn 100 lần so với các giải pháp truyền thống như ổ đĩa flash.
Chìa khóa dẫn đến thành công là các chuỗi DNA tổng hợp ngắn, cứng, được thiết kế đặc biệt cho các nhu cầu điện tử. Chúng được "pha tạp" bằng các hạt nano bạc để DNA bắt đầu dẫn điện và sắp xếp thành một cấu trúc có trật tự. Sau đó, lớp này được tích hợp với các màng mỏng perovskite tinh thể - một loại vật liệu đã được sử dụng trong pin mặt trời và laser.
Memristor thu được vẫn lưu giữ thông tin ngay cả sau khi ngắt nguồn điện và hoạt động ở điện áp dưới 0,1 vôn. Thiết bị hoạt động ổn định ở nhiệt độ lên tới 250 độ Fahrenheit và vẫn duy trì khả năng hoạt động ở nhiệt độ phòng trong hơn sáu tuần - lâu hơn đáng kể so với các thiết bị tương tự hiện có dựa trên perovskite.
"Thông thường, để lưu trữ khối lượng dữ liệu lớn hơn thì cần nhiều năng lượng hơn, - đồng tác giả nghiên cứu Bed Poudel lưu ý. - Thiết bị của chúng tôi tiêu thụ ít năng lượng hơn 100 lần, trong khi dung lượng lưu trữ lại cao hơn so với các thiết bị lưu trữ truyền thống".
Sự kết hợp giữa DNA và perovskite đã chứng tỏ hiệu quả hơn đáng kể so với từng loại vật liệu riêng lẻ. Theo Kavya Kereamane, điều này mở ra con đường tạo ra các hệ thống mô phỏng thần kinh, vốn xử lý dữ liệu giống như các nơ-ron não bộ và có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng cho các tính toán AI trong tương lai.
Công trình này đã được công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials và được bảo hộ bởi đơn đăng ký bằng sáng chế. Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, Viện Y tế Quốc gia cùng các trường đại học Pennsylvania và Minnesota. Điều này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế của các trung tâm dữ liệu thế hệ tiếp theo?
