Par le biais d’une étude novatrice, des chercheurs ont réussi à développer avec succès une méthode qui pourrait mener à des progrès sans précédent en termes de vitesse et d’efficacité, dans le domaine des ordinateurs modernes.

Dans le cadre de cette étude, les chercheurs Desmond Loke, Griffin Clausen, Jacqueline Ohmura, Tow-Chong Chong et Angela Belcher ont mis au point avec succès une méthode permettant de créer « génétiquement » un meilleur type de mémoire informatique, grâce à l’utilisation d’un véritable virus (et non un virus informatique). L’équipe de recherche est issue d’une collaboration entre le Massachusetts Institute of Technology (MIT) et l’Université de technologie et de design de Singapour (SUTD).

L’étude explique qu’un moyen clé, permettant d’accélérer la vitesse des ordinateurs, consiste à réduire les retards, généralement de l’ordre de la milliseconde, dus au transfert et au stockage des informations entre une puce de mémoire vive (RAM) traditionnelle, qui est rapide mais coûteuse et volatile (elle nécessite une alimentation électrique pour conserver les informations) et d’un disque dur (qui n’est pas volatile, mais relativement lent).

Le remplacement de ce système de mémoire en deux parties par un seul type de stockage particulier réduirait ce délai à environ dix nanosecondes.

C’est là qu’intervient la mémoire à changement de phase : cette dernière peut être aussi rapide qu’une puce RAM et peut contenir encore plus de capacité de stockage qu’un disque dur. Cette technologie utilise un matériau capable de basculer de manière réversible entre des états amorphes et cristallins. Cependant, jusqu’à cette étude, son utilisation était confrontée à des contraintes considérables.

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En effet, un matériau de type binaire, par exemple l’antimoniure de gallium, pourrait être utilisé pour créer une meilleure version de la mémoire à changement de phase, mais l’utilisation de ce matériau peut augmenter la consommation d’énergie, et peut subir une séparation de matière à environ 620 kelvins (K), soit environ 350 °C. L’étude a été publiée le mois dernier dans la revue ACS Applied Nano Materials.

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Spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie de l’échantillon d’une solution contenant le virus. Les couleurs représentent les éléments suivants : le germanium en rouge, et l’étain en vert. Crédits : SUTD

Il est donc compliqué d’incorporer un matériau de type binaire dans les circuits intégrés actuels, car il peut se séparer à des températures de fabrication typiques, d’environ 670 K (400 °C). « Notre équipe de recherche a trouvé un moyen de surmonter cet obstacle majeur en utilisant une technologie à fil minuscule », explique Desmond Loke, de la SUTD.

Le processus traditionnel de fabrication de fils minuscules peut atteindre une température d’environ 720 K (450 °C), une température qui provoque la séparation d’un matériau de type binaire. Mais, pour la toute première fois de l’histoire, les chercheurs ont démontré qu’en utilisant le phage M13, un virus dont les plasmides sont utilisés pour la recombination d’ADN, et qui n’affecte pas l’Homme, il était possible de réaliser, à basse température, une construction de minuscules fils d’oxyde de germanium-étain et de la mémoire.

Cette possibilité ouvre la voie à « l’élimination nécessaire des retards millisecondes dus aux stockages et aux transferts, pour faire progresser l’informatique moderne », explique Loke. Grâce à cette recherche, il se pourrait que nous soyons à l’aube d’une toute nouvelle ère de superordinateurs !

Source : ACS Applied Nano Materials

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