Çin’de görev yapan araştırmacılar, veri depolama teknolojilerinin geleceğini değiştirebilecek yeni nesil bellek çipi üzerinde önemli bir çalışma gerçekleştirdi. Şanghay’daki Fudan Üniversitesi’nde geliştirilen iki boyutlu flaş bellek teknolojisinin oda sıcaklığında yalnızca tek elektron kullanarak veri depolayabildiği açıklandı. Günümüzde kullanılan gelişmiş bellek çözümlerinde verilerin güvenilir şekilde saklanması için çok daha fazla elektrona ihtiyaç duyulurken Çinli araştırmacıların geliştirdiği sistem enerji tüketimini ciddi oranda azaltabilecek yapısıyla dikkat çekiyor. Teknolojinin geliştirilmesi ve seri üretime uygun hale getirilmesi durumunda telefonlardan bilgisayarlara kadar pek çok cihazdaki bellek sistemlerinin çalışma şekli değişebilir. Araştırmacılar, düşük enerji ihtiyacının yapay zeka tarafında da yeni imkanlar sağlayabileceğini düşünüyor. Yapay zeka modellerinin işlemlerini büyük veri merkezlerine göndermek yerine telefon ve diğer cihazların kendi donanımları üzerinde daha verimli gerçekleştirmesi hedefler arasında yer alıyor. Çalışmayı yürüten ekip, teknolojinin yaklaşık beş yıl içerisinde ticari kullanıma hazır hale getirilebileceğini belirtiyor.
Günümüzde kullanılan gelişmiş rastgele erişimli bellek sistemlerinde tek bit verinin güvenilir şekilde saklanması için yaklaşık 200 bin elektrona ihtiyaç duyulduğu belirtiliyor. Elektron sayısının yüksek olması bellek sistemlerinin enerji ihtiyacını da artırıyor.Fudan Üniversitesi araştırmacılarının geliştirdiği yöntem ise veri saklamak için gereken elektron sayısını tek elektrona kadar indiriyor. Çalışmanın günlük kullanımda yer alan cihazlara uygulanabilmesi halinde enerji verimliliği açısından yeni imkanların ortaya çıkabileceği değerlendiriliyor.
Grafen Tabanlı Ultra İnce Malzemeler Kullanıldı
Çalışmaya mikroelektronik profesörü Zhou Peng ve ekibi liderlik etti. Araştırmacılar grafen tabanlı ultra ince malzemelerden yararlanarak iki boyutlu flaş bellek mimarisi geliştirdi.Ekibin karşılaştığı önemli sorunlardan biri tek elektronun oluşturduğu oldukça küçük sinyalin güvenilir şekilde okunmasıydı. Bunun için elektronların kaçmasını engelleyen özel yapı hazırlandı ve ortaya çıkan sinyal güçlendirildi.Deneylerde tek elektron tarafından oluşturulan sinyalin yaklaşık 0,5 volt seviyesine ulaşabildiği belirtildi. Araştırmacılara göre benzer deneysel sistemlerde söz konusu değer yalnızca birkaç milivolt seviyesinde kalabiliyor.Geliştirilen yönteme Çince’de “bire dönüş” anlamına gelen “Guiyi” adı verildi. Araştırmacılar çalışmada tek elektron kullanılarak veri saklanabildiğini gösterirken programlama voltajının kuantum seviyelerinde hassas şekilde kontrol edilebildiğini de belirtti.Sistemde “kendini sınırlayan programlama” olarak adlandırılan davranışın doğrulandığı aktarıldı. Araştırmacılar söz konusu özelliklerin ilerleyen dönemde tek bellek hücresinde daha fazla bilginin saklanabilmesine imkan sağlayabileceğini düşünüyor.
Yeni Bellek Teknolojisi İçin Hedef 5 Yıl
Profesör Zhou Peng, geliştirilen teknolojinin laboratuvar ortamından çıkarılarak ticari ürüne dönüştürülmesi için çalışmalar yürütüyor. Peng’in 2026 yılı içerisinde şirket kurmayı planladığı belirtildi.Seri üretim aşamasının başarıyla tamamlanması halinde tek elektronla çalışan yeni bellek teknolojisinin gelecek beş yıl içerisinde pazara sunulabileceği ifade ediliyor.Fudan Üniversitesi’ndeki araştırmacılar daha önce de yeni nesil bellek teknolojileri üzerinde çalışmalar gerçekleştirdi. Ekip, PoX adı verilen yüksek hızlı kalıcı bellek teknolojisini tanıtmıştı. Ardından “Changying” isimli atomik çip entegrasyon platformu üzerinde çalışarak iki boyutlu belleklerin silikon tabanlı donanımlarla bir araya getirilmesine yönelik adım atmıştı.Tek elektronla veri depolama teknolojisinin laboratuvar çalışmalarından seri üretime taşınıp taşınamayacağı ise ilerleyen yıllarda yapılacak geliştirme ve üretim çalışmalarının ardından netleşecek.