חזרה לטבע: רוצים להגדיל את הזיכרון במחשב? לכו לעץ הצפצפה

חוקרים מהאוניברסיטה העברית הפיקו מולקולות חלבון זעירות מעץ הצפצפה שמתאימות לשימוש כהתקני זיכרון למחשב

“מחשב בן 10 שנים במצב טוב” – מודעה כזו כנראה שלא נוכל למצוא באתר יד 2. המרוץ הטכנולוגי משאיר את המחשבים הישנים מאחור. במהלך העשורים האחרונים קיימת מגמה של הכפלת מספר הטרנזיסטורים (הרכיבים המבצעים פעולות לוגיות) על גבי מעבד המחשב בכל שנה שחולפת. מגמה זו מתארת את קצב מזעורם ודחיסתם של הטרנזיסטורים על גבי שטחו של המעבד. עקב כך תהליך הייצור הופך מורכב ויקר יותר משנה לשנה. כעת, חוקרים מהאוניברסיטה העברית הצליחו למצוא שיטה חדשה להוזלה משמעותית של עלויות המזעור ולהגדלת שטח הזיכרון המנוצל על ידי שימוש בחלבון המופק מעץ הצפצפה.

השיטה הקיימת כיום לייצור טרנזיסטורים בנויה על טכנולוגיה יקרה מאוד הדורשת דיוק רב אך היא מוגבלת מבחינה פיזיקלית. פרופ’ דני פורת ותלמיד המחקר יזהר מדאלסי מהמכון לכימיה של האוניברסיטה העברית הצליחו להדגים שימוש ביחידה המשלבת יכולת זיכרון של מחשב עם יכולת לבצע פעולה לוגית בחלקיק זעיר ובאופן יציב. למערכת שפיתחו, פוטנציאל להשתלב במערך זיכרון צפוף בשבבי מחשבים ובכך להגדיל את שטח הזיכרון המנוצל בהתקני זיכרון. “המשמעות היא שהזיכרון של המחשב יהיה צפוף פי אלף”, אומר פרופ’ פורת. “אם נבנה מערך של יחידות מסוג זה, יהיה ניתן להכניס יותר זיכרון בשטח נתון”.

במחקר שהתפרסם באחרונה בכתב העת היוקרתי Nature Nanotechnology, עשו החוקרים שימוש בחלבונים בקוטר 10 ננומטר שפותחו והותאמו לתפקוד כיחידות זיכרון וחישוב במעבדתו של פרופ’ עודד שוסיוב במסגרת עבודת הדוקטור של ד”ר ארנון הימן מהפקולטה לחקלאות מזון וסביבה ע”ש רוברט ה. סמית של אוניברסיטה העברית. חלבונים אלו קיימים באופן טבעי בעצי הצפצפה ועמידים באופן יוצא דופן לתנאי סביבה קיצוניים.

לצורך בניית התקנים ננו-אלקטרוניים עברו החלבונים מוטציה מכוונת המאפשרת להם להיצמד למשטחים שונים ולחבר ננו חלקיק בתוכם. ניסויים שערכו החוקרים במעבדה הוכיחו כי ייצור מערכים מסודרים של חלבונים מסוג זה אפשרי. “לשימוש בחלבונים אלו יתרונות על פני התקני הזיכרון שבהם עושים שימוש כיום במעבדי מחשבים” אומר פרופ’ שוסיוב. “היתרון המרכזי של מולקולות החלבונים הוא גודלן הזעיר, הקטן במידה ניכרת מגודלם של התקני הזיכרון שבשימוש כיום ויכולת ההתארגנות העצמית שלהן למערכים מסודרים”.