雖然現(xiàn)今電腦技術(shù)強(qiáng)大，但仍存在部分硬性限制，如數(shù)據(jù)編碼僅是 1 或 0。 當(dāng)數(shù)據(jù)在電腦系統(tǒng)的不同部分進(jìn)行儲(chǔ)存和處理時(shí)，需要來(lái)回穿梭，當(dāng)中消耗許多能源和時(shí)間。 對(duì)此，劍橋大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新的電腦內(nèi)存原型，能制造出速度更快的芯片，可以容納多達(dá)100倍的數(shù)據(jù)。 這款系統(tǒng)由一種無(wú)序材料的薄膜之間的鋇橋組成。

外媒 New Atlas 報(bào)導(dǎo)，目前有種新興形式的電腦內(nèi)存叫做「電阻式開(kāi)關(guān)內(nèi)存」（resistive switching memory），在設(shè)計(jì)上效率更高。 這種新內(nèi)存能創(chuàng)建一系列的連續(xù)狀態(tài)，而不是將信息轉(zhuǎn)成兩種可能狀態(tài)之一。

電阻開(kāi)關(guān)內(nèi)存通過(guò)對(duì)部分類型的材料施加電流，不同電流會(huì)影響電阻的強(qiáng)弱，而電阻的細(xì)微差異將產(chǎn)生一系列可能的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)。

該研究第一作者 Markus Hellenbrand 博士表示，基于連續(xù)范圍的典型 USB 能容納 10 到 100 倍的信息。

該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)一個(gè)電阻開(kāi)關(guān)儲(chǔ)存設(shè)備的原型，由一種叫「氧化鉿」（hafnium oxide）的材料制成，這種材料在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中作為絕緣體使用。 劍橋大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋇被扔進(jìn)混合物時(shí)，會(huì)在堆疊的氧化鉿（hafnium oxide）薄膜間形成垂直的「橋」。

由于這些鋇橋具有高度結(jié)構(gòu)，電子能輕易穿過(guò)它們，并在橋與器件接觸的地方產(chǎn)生一個(gè)能量屏障，并能控制這個(gè)屏障的高度，從而改變整個(gè)材料的電阻，反過(guò)來(lái)又對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。

Hellenbrand 表示，這使材料可存在多種狀態(tài)，不像傳統(tǒng)內(nèi)存只有兩種狀態(tài)。 令人興奮的是，這些材料可以像大腦中的突觸一樣工作，像大腦能在同個(gè)地方儲(chǔ)存和處理信息，這在 AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域極具前景。

研究人員表示，氧化鉿薄膜擁有一些優(yōu)勢(shì)能走向商業(yè)化。 首先，這些結(jié)構(gòu)能在相對(duì)較低的溫度下自我組裝，比其他設(shè)備需要的高溫制造容易。 此外，這些材料已經(jīng)廣泛使用在電腦芯片行業(yè)，更容易用于現(xiàn)有的制造技術(shù)。