Almacenamiento masivo con memristors

 

Los sistemas de inteligencia artificial y, en general, todos los desarrollos modernos de computación, requieren una enorme capacidad de almacenamiento. No digamos ya, máquinas como el colisionador de hadrones del CERN que acumula y procesa unos 20 petabytes por año.

Las masivas redes neuronales que se usan en modelos de lenguaje natural computacional necesitan, asimismo, masivas memorias que no son fáciles ni de construir ni de mantener por su descomunal consumo de espacio, de energía y los problemas de refrigeración y control de errores existentes.

Los nuevos sistemas de memoria no sólo deben ser masivos y muy concentrados sino que deben consumir mucha menos energía.

Investigadores de la Tsinghua University en Pekín, liderados por Yuan Li y Yu Xie, han propuesto un nuevo sistema basado en memristors que permiten almacenar datos mediante el cambio de la resistencia eléctrica, o Resistive Random-access Memory (RRAM), Un memristor cambia su resistencia en función del voltaje que se le aplica. Regulando el voltaje, por tanto, podemos obtener diversos niveles óhmicos que definan valores. 

La tecnología no es nueva pero es tremendamente complicada de transferir a modelos industriales. Si bien, en laboratorios y a pequeña escala, pueden lograrse memristors que funciones con reacciones Redox, hacer una memoria lo suficientemente grande que tenga aplicaciones industriales es una tarea titánica.

El equipo chino ha propuesto enfoque supramolecular. Se basa en un [2]catenano que es biestable, es decir, que es estable tanto en forma oxidada como reducida y puede existir en estado positivo, negativo o sin carga. Se trata de dos grandes anillos moleculares entrelazados como dos eslabones de una cadena, pero sin enlace químico. Para construir este memristor, se deposita el catenano en un electrodo de oro recubierto con un compuesto que contiene azufre, donde se une mediante interacción electrostática. Encima, se coloca un segundo electrodo de una aleación de galio e indio recubierta de óxido de galio. Se forma, entonces,  una monocapa autoensamblada de moléculas planas entre los dos electrodos. Este conjunto, denominado AuTS-S-(CH2)3-SO3-Na+//[2]catenano//Ga2O3/EGaIn, forma el memristor. Estos conjuntos supramoleculares, así creados, pueden conmutarse entre un estado de alta resistencia (un bit 0) y un estado de baja resistencia (un bit 1), dependiendo del voltaje aplicado. 

Los resultados muestran que pueden funcionar correctamente durante muchos ciclos.

El artículo científico puede leerse en este enlace.