El primer chip de memoria basado en luz, el cual puede guardar datos permanentemente, se ha desarrollado por científicos de las Universidades de Oxford y Münster, en colaboración con colegas de Karlsruhe y Exeter. Este dispositivo, el cual usa materiales que se encuentran en los discos compactos y DVDs, podrían a la larga mejorar la velocidad de acceso a la información aunque desde luego, apenas esto es una investigación básica.
Las computadoras de hoy día son extremadamente rápidas pero un cuello de botella es por ejemplo, acceder a los datos que se encuentran en los discos duros (incluso en aquellos de estado sólido). El segundo cuello de botella es la electrónica moderna, la cual tiene una velocidad de acceso de datos entre componentes. Vamos, no importa si se tienen procesadores más veloces, la rapidez para transmitir datos no cambia. A esto se le llama “el cuello de botella de von-Neumann”, explica el Profesor Harish Bhaskaran, de Oxford, quien es el líder de la investigación junto con el Profesor Wolfran Pernice, de Münster. De acuerdo a los investigadores, “Usar luz podía acelerar significativamente esto”.
El problema no es simple, porque no se trata de hacer por ejemplo, un puente de fotones para comunicar el procesador con la memoria porque finalmente, lo que se gane en velocidad aquí se pierde al tener que convertir esas señales electrónicas. En lugar de eso, las capacidades de as memorias y el procesamiento podrían basarse también en luz. Y esta idea, aunque parece novedosa, ya se ha intentado en el pasado, con resultados no concluyentes, pues finalmente se requiere energía para guardar la información. Para muchas aplicaciones el poder guardar información indefinidamente implica no necesitar energía en todo momento y esto podría ser el avance esencial en esta idea.
Así, los investigadores mencionados han logrado producir el primer chip de memoria no volátil que es completamente fotónico. El nuevo dispositivo usa el material de cambio de fase Ge2Sb2Te5 (GST), el mismo que se usa en los discos CDs y DVDs re-escribibles para guardar información. Este material puede fabricarse de manera que asuma un estado amorfo, como el cristal o como el metal usando para ello pulsos eléctricos y ópticos. En un artículo publicado en Nature Photonics, los investigadores describen el dispositivo que han creado, el cual usa una pequeña sección de GST sobre una cresta de nitrato de silicón, conocida como guía de onda, que es por donde se mueve la luz.
El equipo mostró que pulsos intensos de luz mandados a través de guías de onda pueden cambiar el estado del GST y esto puede hacer cuidadosamente. Un pulso intenso causa un derretimiento momentáneo con el enfriamiento posterior rápido, causando sobre una estructura amorfa, un pulso ligeramente menos intenso que puede poner a éste en un estado cristalino. Así, cuando la luz de mucha menos intensidad se manda a través de la guia de ondas, la diferencia en el estado del GST afecta cómo la luz es transmitida. El equipo es capaz de medir la diferencia de manera que pueda identificar su estado y por ende, hacer ver esto como un 0 o 1 lógico. De acuerdo a los investigadores, esto es precisamente lo que hace el chip que han creado, el cual puede retener información por décadas.
“Este es un nuevo tipo de funcionalidad usando materiales existentes”, explica Bhaskaran. “Estos bits ópticos pueden ser escritos con frecuencias de hasta un GHz y pueden proveer un amplio ancho de banda. Este es el tipo de almacenamiento de datos ultra-rápido que el cómputo moderno necesita”, indica el investigador. Ahora el equipo trabaja en proyectos que tienen que ver con el uso de esta naciente tecnología.
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