חוקרים באוניברסיטת פודן (Fudan) שבשנחאי טוענים כי פיתחו רכיב זיכרון בלתי נדיף ("פלאש"), אשר מסוגל לכתוב ולמחוק מידע במהירות חסרת תקדים של 400 פיקו-שניות (טריליונית השנייה) – מהירות הגבוהה פי 100 אלף מרכיב הזיכרון הנדיף המהיר ביותר בתעשייה כיום. החוקרים הציגו את פריצת הדרך באב-טיפוס המשמר קילו-בייטים ספורים של מידע, אך אם יצליחו להכשיר את הרכיב לייצור המוני, רכיב זיכרון בלתי נדיף כה מהיר יוכל לייעל בצורה דרמטית עומסי עבודה בתחום הבינה המלאכותית. הפיתוח מצטרף לשורה של הישגים בפיתוח שבבים היוצאים באחרונה מסין.
החוקרים מכנים את הזיכרון POX, ראשי תיבות של "Phase change Oxide", והוא מתבסס על שכבות דו-מימדיות של החומר גרפן. חומר זה, בין היתר בשל דקיקותו, ידוע כבעל מוליכות חשמלית גבוהה המאפשרת לאלקטרונים לנוע במהירות גבוהה ללא התנגדות. יתרה מכך, באמצעות שינוי מבני בערוץ הזיכרון, החוקרים הצליחו לייצר תופעה הקרויה "super injection", המאפשרת לדחוס יותר אלקטרונים לתוך שטח הרכיב מבלי לפגוע ביציבותו, ו וכך לחצות את סף המהירות המקובלת ברכיבי זיכרון. "השיפור במהירות מהווה פריצת דרך משמעותית, מעבר למגבלות התיאורטיות ברכיבי אחסון קיימים", הסביר אחד החוקרים לכלי תקשורת מקומי.
רכיבי זיכרון הם צוואר הבקבוק במרכזי נתונים
כיום, בתהליכי עיבוד AI במרכזי נתונים נעשה שימוש בעיקר בזיכרון נדיף (RAM), כדוגמת DDR ו-HBM, וזאת מאחר שזיכרון נדיף הינו מהיר יותר באופן משמעותי מזיכרון פלאש. משום איטיותו היחסית, זיכרון פלאש משמש בעיקר לאחסון והוא פחות מתאים למשימות AI, שמצריכות תעבורת נתונים מאוד מהירה בין יחידות העיבוד. עם זאת, זיכרון בלתי נדיף טומן בחובו פוטנציאל גדול, מאחר שהמידע נשמר גם כאשר הזרם החשמלי פוסק ועל כן הוא חסכוני יותר באנרגיה. כיום, חלק נכבד מהאנרגיה במרכזי נתונים מושקעת בתעבורת הנתונים ממקום למקום, ועל כן רכיב זיכרון בלתי נדיף אשר יאפשר להפסיק את הזרם החשמלי כאשר הרכיב אינו בשימוש, מבלי למחוק את המידע, יוכל לסייע משמעותית בהפחתת צריכת החשמל של מרכז הנתונים. מעבר לכך, גם רכיבי הזיכרון הנדיף המהירים ביותר מסוגלים לכתוב ולמחוק מידע במהירות הנמוכה משמעותית מקצב העיבוד של המעבדים הגרפיים החדישים, ועל כן נוצרים "צווארי בקבוק" במרכזי נתונים במעבר המידע ממקום למקום. ואמנם, ישנם ניסיונות מרובים בתעשייה לפתח זיכרון בלתי נדיף שיהיה מהיר מספיק ליישומי AI, כדוגמת רכיב ה-ReRAM של חברת Weebit Nano הישראלית.
לדברי החוקרים,, הם כבר עובדים מול יצרניות בתעשייה המקומית ויצרו גרסת tape out ראשונית. "הצלחנו לייצר שבב מתפקד בייצור מצומצם. השלב הבא הוא לשלב אותו בתוך סמרטפונים ומחשבים. זה יאפשר להריץ מודלים באופן מקומי מבלי שייווצרו צווארי בקבוק הגורמים לשיהוי ולהתחממות".