Memorias basadas en FET de doble puerta flotante

Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado un dispositivo electrónico que puede representar un avance significativo en el concepto conocido sobre las unidades de memoria de un ordenador. Este desarrollo, que será presentado el próximo 10 de febrero en la publicación IEEE Computer, permitirá alcanzar objetivos muy importantes tales como facilitar que los grandes centros de servidores informáticos alrededor del planeta sean más eficientes en materia energética e incluso podrían permitir que las computadoras puedan iniciar de manera más rápida, casi en forma instantánea. Un pequeño y sencillo Transistor FET de características particulares sería la clave para desarrollar este nuevo tipo de memorias que pretenden revolucionar el futuro de la informática.

Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte ha desarrollado un sencillo dispositivo que puede realizar tanto la operación de una memoria volátil (RAM) como la  de un sistema no volátil (EEPROM, Discos Duros, etc.) y está orientado para que pueda ser utilizado en la memoria principal de un sistema informático. Como la mayoría sabe, hay dos tipos bien definidos de elementos de memoria dentro de un ordenador. Por un lado se encuentran los dispositivos de memoria considerada “lenta” que se utilizan para el almacenamiento de datos persistentes, tales como las unidades SSD o los discos duros. Estos elementos nos permiten guardar la información durante largos periodos de tiempo y sin necesidad de energía eléctrica, por lo que son llamados dispositivos “no volátiles”. En cambio los elementos de memoria considerados “rápidos” permiten a nuestros equipos operar con gran velocidad de proceso, pero sufren la desventaja de no ser capaces de guardar datos o información cuando los equipos se desconectan o apagan. Estas memorias son reconocidas como “volátiles”.

Esta división que existe desde el origen de los sistemas informáticos está a punto de llegar a su fin, según expresa el equipo de investigación de Carolina del Norte, gracias a un componente muy particular. "Hemos inventado un dispositivo que podría revolucionar los sistemas de memoria de un ordenador", dice el Dr. Paul Franzon, profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática de la mencionada Universidad y coautor de un artículo que describe la investigación. "Nuestro dispositivo se llama Transistor de Efecto de Campo (FET) de Doble Puerta Flotante. Las memorias no volátiles que existen en la actualidad, utilizadas en dispositivos de almacenamiento masivo de datos, utiliza una sola puerta flotante que almacena la información para indicar un 1 o un 0 en el dispositivo, es decir,  un bit de información. Mediante el uso de dos puertas flotantes, el dispositivo puede almacenar un bit en un modo permanente y / o se puede almacenar el mismo bit de forma rápida, del mismo modo que operan las memorias del tipo volátil. O sea, igual que la memoria principal en el equipo"

El FET de doble puerta flotante podría tener un impacto significativo ofreciendo soluciones a una serie de actuales “problemas” informáticos. Por ejemplo, permitiría a los equipos iniciar de inmediato (boot) ya que el equipo no tendría que recuperar los datos de inicio de funcionamiento desde su unidad de disco duro. Los datos pueden ser almacenados en algún sector reservado de la nueva memoria principal o bien puede recuperarse la situación de funcionamiento al momento de apagar el equipo ya que todo quedaría almacenado de manera permanente en esta nueva tecnología de memorias. El nuevo dispositivo también permitiría "potencia de cálculo proporcional." Por ejemplo, las comunidades de servidores web, como los utilizados por Google, consumen una enorme cantidad de energía incluso cuando hay niveles bajos de actividad de parte de los usuarios, ya que estos servidores no pueden ser desconectados de la alimentación sin afectar a la memoria principal. "La nueva tecnología desarrollada ayudaría a resolver este problema", afirma Franzon, "ya que los datos pueden ser almacenados en forma no volátil de manera tan rápida como se hace en una RAM para luego recuperarlos con la misma velocidad al restablecer la energía. Esto permitiría “apagar” una determinada cantidad de servidores durante los períodos de baja utilización, sin afectar el rendimiento de los sistemas. No olvidemos que el arranque sería instantáneo al igual que el acceso a los datos requeridos." Los autores del trabajo de investigación son Schinke Neil, Daniel Di Spigna, Mihir Shiveshwarkar y Pablo Franzon, todos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. Este trabajo será publicado el próximo 10 de febrero en la publicación IEEE Computer.