Muisteja erittäin kylmään laskentaan

ORNL:n kehittämät uudenlaiset kryogeeniset muistiratkaisut osoittivat onnistuneita luku-, kirjoitus- ja nollaustoimintoja yhdellä ja samalla kolmen Josephson-liitoksen solulla.

Oak Ridge National Laboratoryn (OENL) tutkijat ovat kokeellisesti osoittaneet uudenlaisen kryogeenisen lämpötilan muistisolupiirin suunnitelman.

Tekniikkana se voi olla nopeampi ja energiatehokkaampi kuin nykyiset vastaavat muistipiirit. Jos se skaalataan onnistuneesti, tämäntyyppinen kryogeeninen muistiryhmä voisi edistää erilaisia sovelluksia, mukaan lukien kvantti- ja eksaskaalan laskenta.

"Suunnittelussamme olemme hakeneet täysin erilaista polkua, jossa käytetään pieniä, induktiivisesti kytkettyjä Josephson-liitosten ryhmiä", kertoo Yehuda Braiman ORNL:n laskennallisten tieteiden ja tekniikan osastosta.

Muistisolut suunniteltiin toimimaan ja testattiin 4 kelvinin lämpötilassa. Näin kylmässä tietyt materiaalit tulevat suprajohteiksi, jolloin niiden energiahukka on olematonta.

Vaikka lupaus rakentaa nopeampia, energiatehokkaampia tietokoneita tukeutuen kryogeenisen tekniikan periaatteisiin, on houkutellut tutkijoita vuosikymmenien ajan, sopivien ja luotettavien muistien rakentaminen ei ole oikein onnistunut.

ORNL:n kehittämä malli poikkeaa nykyisistä ja kehitteillä olevista kryogeenisista muistitekniikoista, koska sen muistisoluja operoidaan käyttämällä kolmea induktiivisesti kytkettyä Josephson-liitosta. ”Käytämme tyypillisiä liitoksia, jotka eivät vaadi erityistä valmistuksen suunnittelua. Se on luonnostaan erilainen periaate, joka saa solun toimimaan,” Braiman toteaa.

Erityisesti kolmiosainen suunnitelma mahdollistaa kaikkien perusmuistitoimintojen - lukemisen, kirjoittamisen ja nollaamisen - toteuttamisen samassa kolmen Josephson-liitoksen solussa.

Varmistaakseen uuden mallinsa toteuttamiskelpoisuuden, ORNL-tiimi testasi solupiiriä suprajohtavaan teknologiaan keskittyneen SeeQC-yrityksen kanssa.

Neljän, hieman erilaiset määritelmät omaavien solupiirin testit osoittivat, paitsi että solut toimivat, myös että ne toimivat vankasti ja laajemmalla alueella kokeellisia parametreja kuin ryhmä oli alun perin kuvitellut.

Vaikka tutkijat ovat innoissaan aikaisemman ennusteensa vahvistamisesta, he toteavat varovaisesti, että heidän alkuperäiset tulokset johtivat läpimurtoon. "Mitä on nyt osoitettu, tapahtuu yhden solun tasolla", Braiman toteaa. "Ihmiset välittävät kuitenkin vain erittäin suurista muistisolujen ryhmistä."

Aiheesta aiemmin: Suprajohteisia muistipiirejä