Una memoria de computador que no trabaja con unos y ceros acaba de salir de los Laboratorios Nacionales Sandia. La bautizaron ETCRAM, sigla en inglés de memoria de acceso aleatorio electro termo química, y en lugar de elegir entre encendido y apagado guarda un rango continuo de valores analógicos. Lo hace aplicando calor localizado y pulsos eléctricos sobre materiales de óxido de tántalo y de óxido de vanadio.
Las dos cifras que el equipo pone por delante son de precisión y de rango.
"ETCRAM logra 100 veces más precisión que la tecnología de punta existente, y al menos tres órdenes de magnitud más de rango dinámico. Ese es el valor de un número que puedes almacenar en analógico", dijo Elliot Fuller, investigador de Sandia.
Más allá del uno y el cero
Desde que empezó la era digital, los chips de silicio procesan información estrictamente como unos y ceros. Se activa el interruptor y hay un uno. Se apaga y hay un cero. Ese marco binario construyó el mundo moderno y al mismo tiempo desperdicia una cantidad enorme de energía, porque obliga a que cálculos complejos pasen por tuberías de dos estados.
ETCRAM tira abajo esa restricción. En vez de decidir entre encendido o apagado, almacena un rango continuo de valores. El equipo lo explica con una imagen doméstica.
"Puedes pensar en ETCRAM como un dispositivo de memoria. Puedes cargar una batería hasta la mitad, después dejar de cargarla y usar esa energía. Piensa en el estado de la batería como una memoria. Almacena ese estado", explicó el investigador Alec Talin.
El dispositivo hace algo equivalente. Usa calor localizado y pulsos eléctricos para atrapar estados físicos distintos dentro de materiales como el tántalo y el óxido de vanadio.
"La tecnología que desarrollamos está diseñada para superar una limitación de nuestra tecnología de computación actual, para mejorar de verdad la eficiencia energética", agregó Fuller.
¿Por qué el truco está en el calor?
La electroquímica suele ser lenta, y esa lentitud es lo que había dejado a este tipo de memoria fuera de juego. La solución del equipo fue el autocalentamiento. Al disparar microrráfagas de calor justo en el instante en que llega el pulso eléctrico, el dispositivo se acelera y fija valores analógicos precisos sin consumir cantidades grandes de energía.
Fuller sostiene que con eso ETCRAM entrega 100 veces más precisión y al menos tres órdenes de magnitud más de rango dinámico que los dispositivos de memoria analógica que ya existen.
Sensores inteligentes con menos consumo
El momento para una reducción de consumo no podría ser mejor. Con la inteligencia artificial expandiéndose rápido, los centros de datos están consumiendo energía a un ritmo alarmante.
Las estimaciones federales proyectan que el consumo eléctrico de los servidores en Estados Unidos podría dispararse hasta cerca de 800.000 millones de kilovatios hora al año en 2050. Reemplazar memoria de silicio con componentes analógicos como ETCRAM podría doblar esa curva de demanda hacia abajo.
El desarrollo apunta sobre todo a la computación de borde, porque permite que hardware como un sensor de cámara haga análisis de datos complejos directamente en el propio dispositivo, con menos consumo y menos retardo de transmisión.
En computación de borde el dato se procesa donde se recoge, en vez de viajar de vuelta a servidores en la nube que están lejos. Una cámara de seguridad analizando video en tiempo real dentro de su propio sensor entra en esa categoría, igual que un vehículo autónomo que tiene que decidir en fracciones de segundo sin latencia de por medio.
El equipo que desarrolló ETCRAM está probando ahora diseños con varios materiales para seguir mejorando la tecnología.
