Opracowanie wydajnych energetycznie, wysokowydajnych urządzeń komputerowych (tj. urządzeń, które nie tylko zużywają mało energii, ale także szybko przetwarzają informacje) jest kluczowym celem badań nad komputerami brzegowymi. Potencjalnym sposobem na osiągnięcie tego celu jest łączenie komponentów pamięci i jednostek wykonujących operacje na rejestrze przesuwnym.

Większość urządzeń komputerowych składa się z fizycznie oddzielnego komponentu pamięci i jednostki przetwarzającej. Aby znacznie uprościć te urządzenia i zmniejszyć zużycie energii, opracowano urządzenie, które potencjalnie może wydajnie wykonywać obie funkcje — architekturę rejestru przesuwnego w pamięci.

Konwencjonalne architektury rejestru przesuwnego w pamięci mają ograniczenia, chociaż niektóre z tych architektur dają obiecujące wyniki. Ograniczenia obejmują użycie wielu urządzeń i konieczność zamiany oporu elektrycznego na sygnały elektryczne.

W oparciu o stopy zmiennofazowe, materiały, które odwracalnie przełączają się między szklistym stanem amorficznym a uporządkowanym stanem krystalicznym, naukowcy z Singapore University of Technology and Design (SUTD) opracowali nową, rekonfigurowalną architekturę rejestru przesuwnego w pamięci. Ich urządzenie działa zarówno jako rekonfigurowalny komponent pamięci, jak i programowalny rejestr przesuwny i zostało przedstawione w artykule opublikowanym w Zaawansowane systemy inteligentne.

Termin „rejestr przesuwny oparty na stanie materiału (M)” został użyty do opisania opracowanego przez naukowców urządzenia rejestru przesuwnego w pamięci. Do obsługi urządzenia wykorzystano cztery stany materiałowe (tj. stan amorficzny, stan w pełni krystaliczny, stan częściowo skrystalizowany i stan pierwotny) materiału zmiennofazowego (reprezentujące różne tryby rejestru przesuwnego/pamięci).

Urządzenie można przełączyć do wykonywania funkcji rejestru przesuwnego lub pamięci, a dzięki specjalnej konstrukcji jest łatwo programowalne. Naukowcy wykazali, że urządzenie działało imponująco w obu funkcjach we wstępnych testach.

„Pracując jako pamięć, urządzenie można przełączać ze stanu nieuporządkowanego szkła do stanu krystalicznego za pomocą impulsów 1,9 ns, czyli o około jedną trzecią krócej niż w przypadku istniejących urządzeń z warstwami germanu i tellurku antymonu domieszkowanymi azotem; i wykazywać resetowanie energii 2 pJ.Pracując jako rejestr przesuwny, urządzenie może być przełączane pomiędzy trybem szeregowe wejście-szeregowe-wyjście do trybu szeregowe wejście-równoległe wyjście za pomocą jednej komórki i wykazuje wiele poziomów rezystancji, co ma wcześniej nie pokazywano” – powiedział adiunkt SUTD Desmond Loke, który jest głównym badaczem w badaniu.

Aby znacznie zmniejszyć zużycie energii, zaproponowana przez zespół badawczy nowa architektura rejestru przesuwnego w pamięci może zostać wykorzystana do zaprojektowania w przyszłości szerokiej gamy wysokowydajnych systemów elektronicznych. Rejestry przesuwne oparte na stanie M mogą być stosowane w różnych schematach operacji i obliczeniach, chociaż na potrzeby tego badania naukowcy wykazali, że te urządzenia są w stanie z powodzeniem wykonywać operacje na rejestrach przesuwnych.