Новая троичная ячейка памяти из фуллерена и нанотрубки повысит производительность современных процессоров

27 июля 2023
162

Коллектив учёных России Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского (СГУ) разработал модель энергонезависимой ячейки памяти с тремя логическими состояниями на основе гибридной углеродной наноструктуры. Это позволит повысить производительность современных процессоров. Результаты работы описаны в статье в журнале Materials. Об исследовании сообщает пресс-релиз Минобрнауки.

Почти все данные, хранящиеся на устройствах, и даже искусственный интеллект, представлены в виде двоичных единиц – битов, которые могут принимать значение «0» или «1». Если же добавить третье значение, например «-1», система станет троичной, а биты превратятся в триты. На такой логике работал один из советских компьютеров, «Сетунь». Преимущество тритов перед битами в том, что они позволяют более эффективно использовать пространство памяти. Системы, основанные на трёхзначной логике, позволят повысить производительность современных процессоров, а также уменьшить количество активных блоков памяти в устройстве. Троичные компьютеры будут экономить энергию, смогут хранить больше данных и быстрее их обрабатывать.

Долгое время учёные всего мира искали структуру, которая могла бы обеспечить три устойчивых состояния. Учёные Саратовского университета в качестве такой структуры предложили Т-образную углеродную нанотрубку. Внутри неё находится свободный фуллерен C60 – молекула из 60 атомов углерода, расположенных в форме футбольного мяча. Эта молекула обладает уникальными свойствами: высокой плотностью, жёсткостью и устойчивостью к воздействию химических и физических факторов.

Описать процесс записи и считывания информации с помощью такой гибридной структуры можно, проведя параллель между углеродной нанотрубкой и обычной трубой в виде буквы Т, внутри которой находится мячик. Он способен перемещаться внутри трубы и занимать три положения, которые соответствуют логическим состояниям системы. Кроме того, можно понять, возле какого края находится мячик в тот или иной момент.