โครงการเทคโนโลยีหน่วยความจำคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ ETCRAM สามารถเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงานและบรรลุความแม่นยำเป็น 100 เท่า

นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดียในสหรัฐอเมริกาได้เปิดตัวเทคโนโลยีหน่วยความจำคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ซึ่งแตกต่างจากการคำนวณแบบทวินารีแบบดั้งเดิมและมีแนวโน้มที่จะบรรลุประสิทธิภาพด้านพลังงานที่สูงกว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน เทคโนโลยีใหม่นี้มีชื่อว่า ETCRAM ซึ่งย่อมาจาก Electro-Thermal Chemical Random Access Memory มีความหวังว่าจะช่วยลดการใช้พลังงานในอุตสาหกรรมเทคโนโลยี ETCRAM ใช้ความร้อนท้องถิ่นและสัญญาณคลื่นไฟฟ้าเพื่อเก็บค่าที่เป็นแบบแอนะล็อกในช่วงต่อเนื่องในวัสดุออกไซด์ของไนโอเบียมและวานาเดียม นักวิจัยของซานเดีย อีลิออต ฟูลเลอร์กล่าวว่า "ความแม่นยำของ ETCRAM สูงกว่าเทคโนโลยีที่มีอยู่ที่สุดในปัจจุบัน 100 เท่า และช่วงแบบไดนามิกสูงกว่าอย่างน้อยสามเท่า"

นี่คือค่าที่สามารถเก็บได้ในรูปแบบแอนะล็อก

เทคโนโลยีที่แตกต่างจากการจำกัดแบบทวินารี

ความก้าวหน้าของเทคโนโลยี ETCRAM อยู่ที่การทำลายขีดจำกัดของ 1 และ 0 ตั้งแต่ยุคดิจิตอล ไซลิคอนชิปได้ประมวลผลข้อมูลด้วยวิธีทวินารี เมื่อสวิตช์เปิดจะเป็น 1 และเมื่อปิดจะเป็น 0 แม้ว่ากรอบทวินารีนี้จะถูกออกแบบมาให้สำหรับโลกปัจจุบัน แต่มันสิ้นเปลืองพลังงานมากในการบังคับให้การคำนวณที่ซับซ้อนผ่านทางท่อที่มีสองสถานะ ETCRAM ลบออกที่ขีดจำกัดเหล่านี้ เทคโนโลยีหน่วยความจำใหม่นี้สามารถเก็บค่าที่เป็นแบบแอนะล็อกในช่วงต่อเนื่องแทนที่จะเลือกเปิดหรือปิด นักวิจัยอเล็ก ทาร์ลินอธิบายว่า "ETCRAM สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นอุปกรณ์ที่เก็บข้อมูล

คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่ไปครึ่งหนึ่งและหยุดการชาร์จ และใช้พลังงานเหล่านั้น สถานะของแบตเตอรี่คือการเก็บข้อมูล มันเก็บสถานะนั้น

ETCRAM ทำงานในลักษณะคล้ายกัน โดยใช้ความร้อนท้องถิ่นและสัญญาณคลื่นไฟฟ้าเพื่อตั้งค่าสถานะทางกายภาพที่แตกต่างกันในวัสดุเช่นออกไซด์ของไนโอเบียมและวานาเดียม ฟูลเลอร์กล่าวเพิ่มเติมว่า "เทคโนโลยีที่เราพัฒนามุ่งมั่นที่จะเอาชนะขีดจำกัดของเทคโนโลยีการคำนวณที่มีอยู่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงานอย่างแท้จริง" การเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยีนี้มีขนาดมหาศาล ฟูลเลอร์ชี้ว่าความแม่นยำที่ ETCRAM มอบให้สูงกว่าอุปกรณ์หน่วยความจำแบบแอนะล็อกที่มีอยู่ในปัจจุบัน 100 เท่า และช่วงแบบไดนามิกสูงกว่าอย่างน้อยสามเท่า จุดสำคัญอยู่ที่เทคนิคทางกายศาสตร์: การเพิ่มความร้อนด้วยตนเอง การเกิดปฏิกิริยาอิเล็กโทรเคมีมักจะช้ามาก แต่ด้วยการทำให้เกิดสัญญาณคลื่นไฟฟ้าครั้งสั้นๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงสั้นๆ ของสัญญาณคลื่นไฟฟ้า อุปกรณ์สามารถเร่งการทำงาน และล็อกค่าที่แม่นยำแบบแอนะล็อกโดยไม่ต้องใช้พลังงานมาก

ความต้องการด้านพลังงานของการคำนวณขอบเขต

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของปัญญาประดิษฐ์ทำให้ความต้องการด้านพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แผนการของรัฐบาลกล่าวว่า ในปี 2050 การใช้พลังงานของเซิร์ฟเวอร์ในสหรัฐอเมริกาอาจถึงประมาณ 8000 พันล้านกิโลวัตต์/ชั่วโมงต่อปี ใช้ส่วนชิ้นส่วนแบบแอนะล็อกเช่น ETCRAM แทนหน่วยความจำซิลิคอนที่มีการใช้พลังงานมากอาจลดความต้องการนี้ การพัฒนานี้มีความสำคัญมากสำหรับการคำนวณขอบเขต เนื่องจากมันทำให้ฮาร์ดแวร์ (เช่นเซนเซอร์กล้อง) สามารถทำการวิเคราะห์ข้อมูลที่ซับซ้อนได้โดยตรงที่อุปกรณ์ เพื่อลดการใช้พลังงานและความล่าช้าของการส่งข้อมูล

ในการคำนวณขอบเขต ข้อมูลจะถูกประมวลผลที่ที่เก็บข้อมูล แทนที่จะส่งกลับไปยังเซิร์ฟเวอร์ที่ไกล �จินตนาการถึงการตรวจสอบความปลอดภัยอัจฉริยะที่วิเคราะห์ภาพยนตร์ในเซนเซอร์ของตนเองในเวลาจริง หรือรถยนต์ที่ขับเคลื่อนอัตโนมัติที่ตัดสินใจแบบไม่ล่าช้า

เมื่อเทคโนโลยีนี้พัฒนาขึ้น การคำนวณในอนาคตอาจจะมีความเป็นแบบแอนะล็อก การเพิ่มความร้อนด้วยตนเอง และมีประสิทธิภาพอย่างน่าประหลาด