El desarrollo de dispositivos informáticos de alto rendimiento y eficiencia energética, es decir, dispositivos que no solo consuman poca energía sino que también calculen información rápidamente, es un objetivo principal de la investigación informática de punta. La combinación de componentes de memoria con unidades que realizan operaciones de registro por turnos es una forma potencial de lograr este objetivo.

La mayoría de los dispositivos informáticos consisten en un componente de memoria físicamente separado y una unidad de procesamiento. Sin embargo, para simplificar en gran medida estos dispositivos y reducir su consumo de energía, se desarrolló un dispositivo que puede realizar ambas funciones de manera eficiente: la estructura de grabación en la memoria.

Las arquitecturas convencionales de registro de turnos en memoria tienen limitaciones, aunque algunas de estas arquitecturas muestran resultados prometedores. Las limitaciones incluyen el uso de muchos dispositivos y el requisito de que la resistencia eléctrica se convierta en señales eléctricas.

Basado en aleaciones de cambio de fase, materiales que cambian reversiblemente entre un estado vítreo amorfo y un estado cristalino ordenado, los investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD) han desarrollado una nueva arquitectura de grabación de cambio de memoria. Su dispositivo actúa como un componente de memoria reconfigurable y como un registro de desplazamiento programable y se presentó en un artículo publicado en sistemas inteligentes avanzados.

El término «registro de desplazamiento basado en estado material (M)» se ha utilizado para describir el dispositivo de registro de desplazamiento de memoria desarrollado por los investigadores. Los cuatro estados materiales, es decir, estado amorfo, estado completamente cristalino, estado parcialmente cristalino y estado introductorio, del material de cambio de fase (que representan diferentes modos de grabación/memoria) se usaron para operar el dispositivo.

El dispositivo se puede intercambiar para realizar funciones de grabación o memoria y se puede programar fácilmente debido a su diseño especial. Los investigadores demostraron que el dispositivo funcionaba de manera impresionante para ambas funciones en las pruebas iniciales.

Cuando sirve como memoria, el dispositivo se puede cambiar del estado de vidrio desordenado al estado cristalino con pulsos de 1,9 ns, que son aproximadamente un tercio más cortos que aquellos con capas de telururo de antimonio y germanio dopadas con nitrógeno; y exhibe una energía de reinicio de 2 pJ Cuando se opera como un registrador de desplazamiento, puede El dispositivo cambia entre el modo de salida serial en serie al modo serial en paralelo, con una sola celda, y muestra muchos niveles de resistencia, que no se han mostrado antes , dijo el profesor asociado de SUTD Desmond Locke, quien es el investigador principal del estudio.

Para reducir significativamente el consumo de energía, la nueva arquitectura en memoria propuesta por el equipo de investigación se puede utilizar para diseñar una amplia gama de sistemas electrónicos de alto rendimiento en el futuro. Los registros de desplazamiento basados ​​en el estado M se pueden aplicar a una variedad de esquemas de operación y cálculos, aunque para el propósito de esta investigación, los investigadores han demostrado que estos dispositivos son capaces de realizar con éxito registros de desplazamiento.

Otros investigadores involucrados en este trabajo son Shao-Xiang Go, Qiang Wang y Natasa Bajalovic de SUTD, Taehoon Lee de la Universidad de Cambridge y Kejie Huang de la Universidad de Zhejiang.