Un prototipo di “memoria universale” per il computer combina le proprietà della Ram con quelle della memoria flash, ed è veloce, durevole, solida e consuma pochissimo. Il prototipo è stato realizzato grazie ad un approccio basato sulla meccanica quantistica
Elettrodomestici, insieme a computer e altri dispositivi digitali, con app, video, social media, da non dimenticare in particolare i bitcoin, risucchiano sempre più energia. E si stima che entro pochi anni la valanga di dati prodotti e accumulati da questi strumenti consumeranno circa un quinto dell’elettricità globale. Una soluzione per arginare questo carico in costante aumento potrebbe in futuro arrivare da un nuovo prototipo di dispositivo elettronico, appena brevettato da un gruppo di ricerca coordinato dall’Università di Leicester, nel Regno Unito.
Il dispositivo è basato su una “memoria universale”, che conserva le informazioni a lungo termine e allo stesso tempo è veloce e consuma poco, finora una chimera. Questa memoria, messa a punto oggi grazie a un particolare approccio basato sulla meccanica quantistica, consentirebbe di accumulare ampie quantità di dati a lungo termine consumando pochissima elettricità. Il prototipo promette di abbassare notevolmente il dispendio energetico.
I risultati sono pubblicati su Scientific Reports.
I tipi di memoria usati oggi
Attualmente gli smartphone e i computer, sia a casa sia nei centri di calcolo, utilizzano due tipi di memoria. C’è la Ram (Random Access Memory) che consente di conservare tutti i file e i dati delle app, è molto veloce e consuma poco. Tuttavia questa memoria è volatile, dato che si estingue una volta che il programma viene chiuso e le informazioni vengono perse – a meno di non aver precedentemente salvato i documenti su altri tipi di memoria non volatile.
Il secondo tipo di memoria è quella flash, che è non volatile, ovvero un tipo di memoria informatica in grado di mantenere le informazioni anche quando non viene alimentata, che mantiene i file a lungo termine – per esempio, immagini, documenti di testo e altro salvati sul pc. Questa memoria, però, è più lenta e consuma di più della Ram. Inoltre, nel tempo si rovina e alcune informazioni possono andare perse, anche se su scale di tempo abbastanza lunghe, solitamente maggiori di quelle della vita di un dispositivo.
La memoria universale
Oggi i ricercatori hanno voluto mettere a punto una nuova memoria, da tempo studiata dagli scienziati, chiamata memoria universale. Questa, una sorta di sintesi delle due precedenti, è definita come una memoria che combina i benefici della Ram (velocità e basso consumo) con quelli della memoria flash (ampia durata e conservazione delle informazioni a lungo). Ma fino ad oggi gli scienziati hanno sempre sostenuto che una memoria universale, di cui si discute da decenni, non fosse ottenibile. “La memoria universale è ampiamente considerata come irrealizzabile o anche impossibile”, ha commentato Manus Hayne, docente di fisica all’università di Leicester, “ma questo dispositivo dimostra le proprietà che contraddicono questo assunto”.
Ora i ricercatori hanno provato a metterla a punto grazie a un approccio basato sulla meccanica quantistica. E ci sono riusciti. “Il nostro dispositivo ha un tempo di conservazione intrinseco che secondo le previsioni è superiore all’età dell’universo – ha spiegato Hayne – e può registrare o cancellare i dati utilizzando 100 volte meno energia della Dram [un particolare tipo di Ram, ndr]”.
Gli autori hanno ipotizzato e creato un prototipo (un dispositivo, qui nell’immagine) di memoria non volatile, di forma compatta e attivo a temperatura ambiente, basato su semiconduttori. Grazie alle proprietà dei composti utilizzati, si creano delle strutture, ovvero delle barriere all’interno del dispositivo, basate sull’effetto di tunneling risonante, un effetto descritto dalla meccanica quantistica. Grazie a questo effetto si manifestano i fenomeni opposti – quelli considerati impossibili da ottenere – ovvero basso voltaggio (bassa energia) e memoria non volatile.
I ricercatori hanno spiegato che questa memoria universale potrebbe ridurre i picchi di energia raggiunti dai centri di calcolo ben di un quinto. Inoltre, in teoria si aprirebbe un’era in cui i computer non hanno bisogno di essere avviati, dato che si disattivano automaticamente quando non vengono utilizzati da un po’ e ripartono automaticamente quando l’utente li riprende in mano. Insomma, un potenziale vantaggio sia per l’utente, sia per i costi sia per l’ambiente.
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