Une nouvelle mémoire optique non-volatile a été créée par des chercheurs travaillant à l’Institut de Technologie de Karlsruhe (KIT) et dans les universités de Münster, Oxford et Exeter. Utilisant des matériaux innovants à changement de phase pour stocker des informations, le nouveau dispositif promet d’améliorer considérablement la vitesse de traitement en éliminant efficacement le goulot d’étranglement existant et consistant à devoir convertir les signaux optiques en signaux électriques pour le stockage, puis de nouveau pour la transmission.
Les microprocesseurs optiques pourraient un jour prendre place dans les systèmes informatiques quantiques qui tirent parti de l’application pratiquer des échanges d’informations à grande vitesse, ultra-efficaces, et à base de lumière.
Cependant, pour qu’une telle efficacité devienne une réalité, un système tout-optique de stockage de l’information et d’échange doit être créé pour éviter ce qui est connu comme le goulot d’étranglement de Von Neumann, où la plupart du temps de calcul est passé dans le déplacement d’informations entre le stockage et l’unité centrale de traitement plutôt que d’opérer sur elle. En tant que tel, l’échange de données entre les processeurs et la mémoire contrecarre la vitesse des ordinateurs modernes.
Pour aider à surmonter ce problème, les chercheurs ont créé la première mémoire toute optique et permanente pour ordinateur.
« La mémoire est compatible non seulement avec la transmission classique des données sur fibre optique, mais aussi avec les derniers processeurs. » a déclaré le professeur Harish Bhaskaran de l’Université d’Oxford.
Selon les chercheurs, la nouvelle mémoire est capable de conserver les données pendant des décennies sans énergie. Dans son cœur, le dispositif est créé à partir de matériaux à changement de phase, dont les capacités novatrices signifient qu’ils peuvent modifier leurs propriétés optiques en fonction de la façon dont leurs atomes ont été organisées – dans ce cas un alliage amorphe, Ge2Sb2Te5 (TPS), qui est capable de commuter entre les états amorphes (irrégulier) et cristallin (régulière). De cette manière, le dispositif est capable de stocker un grand nombre de bits dans une mémoire à multi-niveaux formée d’une seule cellule mais dont la taille est d’un milliardième de mètre.
En prime, la mémoire à multi-niveaux peut stocker des informations sous plusieurs états – et pas seulement les 0 ou 1 binaires standards – et est même capable d’effectuer des équations automatiques au sein de la mémoire elle-même. Et tout cela dans des délais de temps très courts.
« Les bits optiques peuvent être écrits à des fréquences allant jusqu’à un gigahertz. Cela permet du stockage de données extrêmement rapide par notre mémoire tout-photonique, » a déclaré le professeur Wolfram Pernice qui a dirigé un groupe de travail sur le projet au KIT.
Pour stocker des données, le matériau dans la mémoire passe d’un état cristallin à amorphe en utilisant des impulsions ultra-courtes de lumière. Pour effacer des données, le matériau est modifié pour repasser de son état amorphe à cristallin en utilisant les mêmes impulsions de lumière. Une série d’impulsions de lumière plus faibles sont utilisées pour lire les données à partir de l’état (mémorisée) amorphe.
Les chercheurs croient que, combinés avec des connexions toutes optiques, que les dispositifs de mémoire sur puce totalement optiques pourraient un jour sensiblement améliorer les performances de l’ordinateur tout en réduisant simultanément la consommation d’énergie en évitant les étapes à forte intensité énergétique de transformation des données optiques en signaux électroniques et vice-versa.
http://www.kit.edu/kit/english/pi_2015_108_permanent-data-storage-with-light.php
