Računalo istovremeno pohranjuje i procesira informaciju

Možda ste upoznati da se po znanstveniku von Neumannu svako računalo sastoji od ulazne jedinice, RAM-a upravljačke jedinice, aritmetičko-logičke jedinice i izlazne jedinice. Po njemu se stoga sva računala koja imaju sličnu organizaciju ili arhitekturu nazivaju računala s von Neumannovom arhitekturom.

Ovo ujedno znači da računalo pohranjuje informaciju u RAM ili tvrdi disk, te se "kreće" prema naprijed ili nazad ovisno o zahtjevima CPU-a, odnosno drugim riječima, informacija se ne može istovremeno procesirati i pohranjivati.

Za razliku od konvencionalnih računala, ljudski mozak je to u stanju, a znanstvenici Max Di Ventra sa Sveučilišta Kalifornija iz San Diega i Yuriy Pershin sa Sveučilišta Sjeverna Karolina, razvijaju oblik računalstva pod nazivom "memcomputing" (memračunalstvo), koje se temelji na zadnjim otkrićima u razvoju elektroničkih komponenti na nanoskali, koje su u stanju procesirati i pohranjivati informaciju u isto vrijeme.

U srcu tog sustava nalaze se memotpornik, memkondenzator i meminduktor, osnovne elektronske komponente koje pohranjuju informacije dok istovremeno rade kao otpornici, kondenzatori i induktori.

Ti uređaji su u teoriji predviđeni još 1970-ih godina, no tek su se počeli proizvoditi 2008. godine, što znači da se radi o vrlo "mladoj" tehnologiji.

Fizičari su u novim komponentama odmah prepoznali mogućnost da ti takozvani memelementi oponašaju biološko računalstvo, te su različiti znanstveni timovi počeli dizajnirati i izrađivati čipove prema toj ideji.

Di Ventra i Pershin su izdvojili esencijalna svojstva koja omogućuju memelementima da se uspoređuju s performansama mozga.

Ta svojstva uključuju mogućnost pohranjivanja informacije na duga razdoblja, mogućnost zajedničkog rada svih komponenti, robusnost pri učincima smetnji i manjih nesavršenosti i druge stvari, a naravno najvažnija stvar je mogućnost pohranjivanja i procesiranja informacija u isto vrijeme, koja je potpuno strana u konvencionalnom svijetu računalstva.

Memkondenzatori i meminduktori u osnovi ne konzumiraju energiju, što ujedno omogućuje aplikacije niske potrošnje.

"Važni napredak na ovom polju će biti demonstracija memračunalskog uređaja s računalnim mogućnostima i potrošnjom energije koje se mogu usporediti s onima u ljudskom mozgu", Kažu Di Ventra i Pershin.

Razvoj nanotehnologije igra veliku ulogu na ovom polju, jer biološki sustavi poput neurona, prirodno rade na nanoskali, pa takvi moraju biti i memelementi.

Čitav znanstveni rad Pershina i Di Ventre možete preuzeti u pdf dokumentu preko ove poveznice: http://arxiv.org/pdf/1211.4487v1.pdf