加速NVM加密;磁电晶体管;亲爱的记忆电阻。
北卡罗来纳州立大学的研究人员提出了一种方法加快加密以及非易失性内存(NVM)的文件系统性能。
北卡罗来纳州立大学电气与计算机工程助理教授Amro Awad说:“NVMs是一种新兴技术，可以快速访问数据，即使系统崩溃或断电也能保留数据。”“然而，赋予NVM这些吸引人的特征的特性也使得在NVM设备上加密文件变得困难，这引发了安全问题。我们已经开发了一种方法来保护NVM设备上的文件，而不牺牲NVM具有吸引力的速度。”
现有的文件系统加密方法使用软件，这不是一个问题，因为它不会减慢数据访问时间。“但是现在NVMs允许更快地访问文件数据，文件加密的软件方法已经成为一个问题，因为它降低了整体操作的速度，”北卡罗来纳州立大学的博士生Kazi Abu Zubair说。“为了应对这一挑战，我们开发了一种新颖的架构，将加密和解密过程的一些元素整合到硬件中，这比软件更快。因此，允许用户安全地存储和检索文件数据的进程速度要快得多。”
在模拟中，研究人员发现，在运行代表现实应用程序的工作负载时，使用他们的新型加密架构来保护nvm中的文件，将操作速度降低了3.8%。当使用软件方法为相同的工作负载提供安全性时，操作速度降低了约200%。Abu Zubair说:“如果在商用处理器中实现这一功能，它将显著提高大型数据中心和云系统中安全文件操作的性能。”
“虽然这项工作解决了文件加密问题，但我们认为，在直接访问文件系统的环境中，评估其他安全功能(如审计和运行时勒索软件检测)也很重要，”Awad补充道。“使用传统软件方法解决这些安全功能也会降低系统性能。我们乐观地认为，我们的混合硬件/软件方法也可以提高这些功能的性能——这是我们正在探索的领域。”
内布拉斯加大学林肯分校和布法罗大学的研究人员开发了一种磁电晶体管．他们说，他们的设计方法是测试磁电和二维材料新组合的第一步，有可能减少功率和面积。
“传统的集成电路正面临一些严重的问题，”内布拉斯加州大学物理学和天文学教授彼得·道本(Peter Dowben)说。“它能变小多少是有限度的。我们基本上已经达到了25个或更少的硅原子宽的范围。集成电路上的每个设备都会产生热量，所以你也不能再带走足够的热量来让所有设备都工作了。
“所以如果可能的话，你需要一些可以缩小的东西。但最重要的是，你需要一种不同于硅晶体管的工作方式，这样你就可以大大降低功耗。”
该团队的设备依赖于自旋，自旋是电子的一种与磁性有关的特性，它向上或向下指向，可以像电荷一样被读取为1或0。该团队转向了石墨烯，其中电子可以在相对较长的距离内保持其初始自旋方向。他们将其与磁电材料氧化铬结合在一起，通过施加少量临时电压，其表面原子的自旋可以从上到下翻转，反之亦然。
他们解释说:“当施加正电压时，底层氧化铬的自旋向上，最终迫使石墨烯电流的自旋方向向左倾斜，并在此过程中产生可检测的信号。相反，负电压使氧化铬的自旋向下翻转，石墨烯电流的自旋方向向右翻转，并产生与其他信号明显不同的信号。”
“现在你开始获得非常好的保真度(在信号中)，因为如果你坐在设备的一边，你施加了电压，那么电流就会朝这个方向流动。你可以说这是‘开’，”道本说。“但如果它告诉电流往另一个方向走，那显然是‘关了’。“这可能会以极低的能源成本为你提供极高的保真度。你所做的只是施加电压，它就翻转了。”
Dowben指出，石墨烯还有许多其他替代品，可能更适合磁电晶体管，并期待其他研究人员尝试其他组合。Dowben说道:“既然它能够发挥作用，那么乐趣便开始了，因为每个人都将拥有自己最喜欢的2D材料，并且他们也将尝试它。”“他们中的一些人会工作得更好，一些人不会。但既然你知道它是有效的，那么投资其他更复杂的材料也是值得的。现在每个人都可以参与进来，想办法让晶体管变得真正优秀、有竞争力，甚至超越硅。”
华盛顿州立大学的工程师开发了一种忆阻器使用蜂蜜．
华盛顿州立大学工程与计算机科学学院副教授冯昭说:“这是一个非常小的设备，结构简单，但它的功能与人类神经元非常相似。”“这意味着，如果我们可以将数百万或数十亿个蜂蜜忆阻器集成在一起，那么它们就可以被制成一个功能类似人脑的神经形态系统。”
记忆电阻器是通过将蜂蜜加工成固体形式，并将其夹在两个金属电极之间，形成类似于人类突触的结构。研究人员测试了蜂蜜忆阻器模拟突触工作的能力，分别以100纳秒和500纳秒的高开关速度开关。忆阻器还模拟了突触功能，即峰值时间依赖的可塑性和峰值速率依赖的可塑性，它们负责人类大脑中的学习过程，并在神经元中保留新信息。
最初的设备是在微观尺度上创建的，但该团队希望开发出纳米尺度的版本。他们也在研究使用蛋白质和其他糖，比如芦荟叶子中发现的那些，但他们说蜂蜜的一些特性特别有希望。
“蜂蜜不会变质。它的水分浓度很低，所以细菌无法在里面生存。这意味着这些计算机芯片将在很长一段时间内非常稳定和可靠。”“当我们想要处理使用蜂蜜制成的电脑芯片时，我们可以很容易地将它们溶解在水中。由于这些特殊的性质，蜂蜜对于创建可再生和可生物降解的神经形态系统非常有用。”
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
留下回复