Een computerchip die in hetzelfde circuit zowel gegevens kan verwerken als opslaan. Zwitserse ingenieur bedachten het.

Elke desktop-pc of laptop bevat een processor (CPU), het hart van de computer. De central processing unit doet berekeningen en verwerkt gegevens, en geeft die vervolgens door aan bijvoorbeeld een harde schijf of SSD, voor opslag. En ook al werkt dit al decennia zo, het is niet per se de meest efficiënte werkwijze. Kan één chip niet verwerken én opslaan? Ingenieurs van de Technische Universiteit van Lausanne (EPFL) ontwikkelden zo’n computerchip en publiceerden de resultaten in Nature.

Lees ook:

• Snellere chip dankzij doorbraak?
• Intel ontwikkelt chip die kan ruiken

Memristor

De onderzoekers keken het trucje af van het geniaalste type computer dat er is: ons brein. Neuronen verwerken aan de lopende band informatie én slaan het op. In de afgelopen jaren hebben ingenieurs geprobeerd dit na te bootsen door zogeheten memristors te produceren. Bij een memristor worden taken direct op het geheugen uitgevoerd, dus zonder tussenkomst van een processor. Hierdoor neemt de snelheid van de berekeningen toe, terwijl de energiebehoefte afneemt.

De Zwitserse onderzoekers gingen verder met dit idee en ontwikkelden een kleine en flinterdunne computerchip – slechts drie atomen dik. De chip is gemaakt van een 2D-materiaal genaamd molybdeendisulfide, een halfgeleider.

Eén circuit

De nieuwe chip is gebaseerd op wat in het Engels floating-gate field-effect transistors heet. Het voordeel van deze transistors is dat ze gedurende lange perioden elektrische ladingen kunnen vasthouden. Ze worden vaak gebruikt in SD-kaarten voor camera’s, smartphones en computers.

Molybdeendisulfide is erg gevoelig voor deze opgeslagen, elektrische ladingen. Van die eigenschap maakte het team gebruik. Het ontwikkelde schakelingen die als geheugenopslag én als programmeerbare transistors werken. Met andere woorden, de onderzoekers waren in staat om talloze verwerkingsfuncties in één circuit op te nemen.

De voordelen van zo’n efficiënte computerchip zijn groot, legt hoofdonderzoek Andras Kis uit. “De chip kan het energieverlies verminderen dat gepaard gaat met de overdracht van gegevens tussen geheugeneenheden en processors, de hoeveelheid tijd die nodig is voor computerbewerkingen verminderen en de hoeveelheid benodigde ruimte verkleinen. Dat opent de deur naar apparaten die kleiner, krachtiger en energiezuiniger zijn.”

Bronnen: Nature, EPFL, New Atlas

Beeld: EPFL

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!