科學家將合成 DNA 轉化為超節能記憶裝置

编辑者: Svitlana Velhush

賓夕法尼亞大學的研究人員開發出一種基於合成 DNA 與鈣鈦礦半導體的混合記憶裝置。這項新技術能夠在同一位置儲存並處理資訊,且耗能僅為隨身碟等傳統解決方案的 100 分之一。

成功的關鍵在於專為電子需求而設計的短而堅硬的合成 DNA 序列。它們被銀奈米粒子「摻雜」,使 DNA 開始導電並排列成有序結構。隨後,該層與結晶鈣鈦礦薄膜整合,這是一種已應用於太陽能電池與雷射的材料。

由此產生的憶阻器即使在斷電後仍能保留資訊,並在低於 0,1 伏特的電壓下運作。該裝置在華氏 250 度以下的溫度下運作穩定,且在室溫下能保持運作超過六週,遠比現有的鈣鈦礦基同類產品更持久。

「通常儲存更多數據需要消耗更多能量,」研究共同作者貝德·波德爾(Bed Poudel)指出。「我們的裝置耗能減少了 100 倍,同時儲存容量卻高於傳統儲存裝置。」

DNA 與鈣鈦礦的結合被證明比單獨使用任何一種材料都更有效。據卡維亞·克雷馬內(Kavya Keremane)表示,這為創建神經形態系統開闢了道路,這些系統能像大腦神經元一樣處理數據,並有望顯著降低未來人工智慧運算的能耗。

該研究發表於《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)期刊,並已提交專利申請。這項研究得到了美國國家科學基金會、國家衛生研究院以及賓夕法尼亞大學和明尼蘇達大學的支持。這將如何影響下一代數據中心的設計?

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來源

  • Scientists Turn DNA Into a Memory Device That Uses 100x Less Power

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