Atomaire opslag kondigt einde energieslurpen computers aan

Dataopslag op atomaire schaal is al eerder mogelijk gebleken in een laboratoriumopstelling. Maar het probleem is dat het nog altijd lastig was het geheugen te hergebruiken. Dat komt doordat bij het gebruik van dergelijke atomaire opslageenheden heel precies waterstofatomen moeten worden verwijderd van een siliciumsubstraat.

Thijs DoorenboschMeer van deze auteur

Een team onderzoekers van de University of Alberta heeft het probleem opgelost door bij de fabricage niet één waterstofatoom te verwijderen maar ook een tweede atoom naast de plek waar de bit is opgeslagen.

Atomaire opslag

Bij techniek van atomaire opslag worden kan elk atoom in een siliciumstructuur een bit aan informatie bevatten. Deze vorm van opslag reduceert het energieverbruik van opslaan van informatie met een factor 100. Bovendien kan de data veel compacter worden opgeslagen dan met traditionele vormen van data-opslag. Atomaire opslag is daarom een veelbelovend onderzoeksobject omdat het de energieconsumptie en daarmee ook de warmteontwikkeling van computersystemen significant omlaag kan brengen.

Daardoor ontstaat een reactieve plek. Wanneer vervolgens waterstof gas wordt toegediend bindt er steeds een H2-molecuul aan de reactieve site waardoor de informatie van deze bit wordt verwijderd. De methode met H2 gas bleek veel efficiënter dan het plaatsen van individuele waterstofatomen zoals dat eerder gebeurde.

De onderzoekers hebben aangetoond dat het mogelijk is met deze methode een 24 bit array te beschrijven en weer te wissen.

Volgens de auteurs van het artikel is het met deze methode mogelijk dergelijke atomaire opslag met een factor 1000 te versnellen. Zij beschrijven hun experimenten in ACS Nano, een wetenschappelijk tijdschrijft van de American Chemical Society ACS. Zij maakten ook een video waarin zij de werkwijze uitleggen.

Aan de Radboud Universiteit in Nijmegen werkt ook een onderzoeksgroep aan atomaire opslag. Ongeveer een jaar geleden publiceerden zij daarover een doorbraak in het wetenschappelijk tijdschrift Nature. Ter gelegenheid daarvan zei de hoofdauteur Brian Kiraly destijds tegen BigTink.com:

"Computers hebben fundamentele grenzen bereikt ten aanzien van hoeveel beter ze kunnen worden, waardoor er een grote behoefte is aan materiaalonderzoek om alternatieven te vinden. Moderne computers gebruiken heel veel energie, op dit moment al meer dan 5 procent van het energieverbruik in de wereld. Uit fundamenteel onderzoek blijkt dat we nog een enorme stap kunnen maken in efficiënter gebruik van energie. Wij richten ons op een heel basaal component van computers namelijk een geheugenbit. We gebruiken atomen, omdat ze de kleinste eenheid in materie zijn. Het onderzoek stelt ons ook in staat de fundamentele wetenschap achter hun gedrag te achterhalen. Onze huidige onderzoeksvraag is: Hoe kunnen we informatie opslaan met een enkel atoom en hoe stabiel kunnen we die informatie opslaan."