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Les nouvelles puces mémoire stockent les données non pas avec de l'électricité, mais avec de la lumière
Les entreprises informatiques à la recherche de plus de vitesse ont commencé à utiliser la lumière pour transporter les données à l'intérieur des ordinateurs au lieu de l'électricité. Désormais, les chercheurs ont a dévoilé un programme prometteur pour utiliser la lumière pour stocker des informations sur une puce également, même lorsque l'alimentation est coupée.
Dans cette image au microscope électronique, une minuscule tache d'un matériau à changement de phase appelé GST (jaune) repose sur un guide d'ondes, servant de cellule mémoire qui peut être écrite et lue en envoyant des impulsions lumineuses à travers le guide.
L'utilisation de la lumière au lieu de l'électricité pour déplacer les informations entre la mémoire d'un ordinateur et son processeur pourrait conduire à des ordinateurs beaucoup plus rapides et plus économes en énergie (voir Les puces laser d'Intel pourraient améliorer le fonctionnement des centres de données ). Mais à l'heure actuelle, il est nécessaire de convertir les signaux optiques en signaux électriques et de stocker les données électroniquement, ce qui est relativement lent par rapport à la vitesse des processeurs actuels. La nouvelle mémoire entièrement photonique, qui tire parti des mêmes matériaux que ceux utilisés dans les CD et DVD réinscriptibles, est une étape vers des systèmes permettant un transfert et un stockage des données plus efficaces, selon les inventeurs de la technologie.
La mémoire photonique a déjà été démontrée sur une puce, mais elle était de courte durée et nécessitait un apport constant de lumière pour fonctionner. Il s'agit de la première mémoire optique sur puce non volatile, ce qui signifie qu'elle ne nécessite pas un apport constant d'énergie et qu'elle peut donc fournir un stockage à long terme comme un disque dur. La base de la technologie est un matériau dit à changement de phase. Des impulsions lumineuses peuvent être utilisées pour faire basculer le matériau entre deux états distincts : un dans lequel les atomes sont ordonnés, ou cristallins, et un dans lequel ils sont désordonnés, ou amorphes. Les chercheurs ont exploité ce phénomène pour écrire et lire des informations.
Un attribut particulier de ce matériau le rend particulièrement utile pour le stockage de la mémoire. Les chercheurs ont montré qu'ils pouvaient utiliser la lumière pour mettre le matériau dans des états mixtes, par exemple, 10 % cristallin et 90 % amorphe, ou 20 % cristallin et 80 % amorphe, etc. Avoir plus que deux états disponibles pour le stockage de la mémoire signifie que vous pouvez entasser beaucoup plus d'informations dans le même espace, dit Harish Bhaskaran , professeur de science des matériaux et expert en nano-ingénierie à l'Université d'Oxford, au Royaume-Uni, Bhaskaran, avec Wolfram Pernice , de l'Université de Münster, en Allemagne, a dirigé la recherche.
À court terme, une technologie de mémoire comme celle-ci pourrait être utilisée pour augmenter les performances des centres de données et ainsi élargir les types d'applications possibles grâce au cloud computing. Plusieurs grandes sociétés informatiques développent des systèmes pour déplacer la lumière autour d'une puce à l'aide de guides d'ondes, ou d'une puce à une autre à l'aide de câbles optiques comme ceux couramment utilisés dans l'industrie des télécommunications. Bhaskaran et ses collègues affirment que le nouveau schéma de mémoire est compatible avec les fibres optiques conventionnelles, ainsi qu'avec les guides d'ondes.
La technologie est encore loin d'être commercialisée. Les chercheurs ont seulement démontré la capacité de lire et d'écrire plusieurs bits. Plus de recherche et de développement seront nécessaires pour comprendre exactement comment cela peut ou devrait être appliqué.
L'une des pistes que Bhaskaran et Pernice prévoient d'explorer est la conception d'architectures informatiques non conventionnelles, y compris peut-être celles destinées à imiter la façon dont le cerveau traite l'information, qui pourraient surmonter les limites fondamentales de vitesse et d'efficacité des ordinateurs électroniques traditionnels (voir Thinking in Silicon). Bhaskaran dit que la même technique qu'ils ont utilisée pour exploiter plusieurs états du matériau à changement de phase pour le stockage de la mémoire peut être utilisée pour effectuer des opérations arithmétiques de base, comme le comptage. Si vous pouvez faire un comptage séquentiel, alors vous pouvez faire des calculs.