ETCRAM: memoria que almacena números como estados químicos

Ya no es necesario convertir un número en una cadena de ceros y unos. Expertos de Sandia National Laboratories crearon ETCRAM, una memoria analógica donde el valor se codifica en el estado químico del material y se lee a través de su resistencia eléctrica. Una celda puede mantener miles de estados intermedios y conservar el valor elegido sin alimentación continua.

ETCRAM significa electro-thermo-chemical random-access memory, una memoria electrotermicoquímica de acceso aleatorio. En la memoria digital habitual, una celda distingue varios estados estrictamente definidos, mientras que ETCRAM cambia la resistencia de forma continua en un rango enorme. Ingenieros desarrollan una idea similar de almacenamiento multinivel en otras direcciones: el recientemente creado memristor de ADN también combinó memoria y procesamiento de señal dentro de un mismo elemento físico.

El papel principal en ETCRAM lo desempeña el movimiento de vacantes de oxígeno dentro del óxido de un metal de transición. Un pulso eléctrico inicia una reacción electroquímica y cambia la composición del material en el volumen, y con ello varía la conductividad. Se obtiene una especie de regulador químico: a una concentración concreta de defectos corresponde una resistencia determinada, que puede usarse como un número analógico almacenado.

La electroquímica lenta suele dificultar construir memorias rápidas con estos procesos. El equipo de Sandia añadió un calentador local que eleva la temperatura de la celda durante la escritura y acelera el movimiento de las vacantes de oxígeno. Tras programar, el calentamiento se detiene y se conserva el nuevo estado. Este principio difiere de muchos memristores, donde la resistencia cambia por la formación de canales conductores microscópicos, propensos al ruido y a la dispersión de parámetros.

En el artículo publicado en Device, los desarrolladores obtuvieron estados lineales de resistencia en un rango de nueve órdenes de magnitud y demostraron miles de niveles programables. En una matriz de 100 dispositivos, el cambio medio de los valores analógicos almacenados durante dos meses se mantuvo por debajo del 1%. Los autores también demostraron la posibilidad de integrar las celdas con circuitos CMOS y la resistencia a perturbaciones eléctricas y térmicas.

Según la estimación de Sandia, ETCRAM ofrece aproximadamente 100 veces mayor precisión que las tecnologías actuales de memoria analógica, y el rango dinámico disponible aumenta al menos tres órdenes de magnitud. Las simulaciones de cálculos matriciales mostraron una eficiencia potencial superior a 1000 TOPS por vatio. Los chips comerciales reales aún no alcanzan esas cifras, pero la posibilidad de computar directamente donde se almacena el valor analógico ayuda a eliminar el costoso envío de datos entre la memoria y el procesador. Una tarea similar la resuelven los nuevos chips neuromórficos, donde memoria y cómputo intentan acercarse físicamente.

Los desarrolladores consideran ETCRAM, sobre todo, para sensores, sistemas de IA periféricos, lidars, redes de antenas en fase y otra electrónica que debe procesar constantemente señales analógicas. Sandia presentó ETCRAM como una tecnología en etapa temprana de desarrollo y ya está probando otras combinaciones de materiales. El equipo aún no anuncia plazos para la aparición de memorias comerciales.

La codificación multinivel se está convirtiendo gradualmente en una dirección propia del desarrollo del hardware computacional. En febrero, los ingenieros demostraron un transistor atómicamente delgado capaz de distinguir 3024 estados en lugar de la elección habitual entre dos niveles.

Sandia investiga paralelamente otros métodos para reducir el gasto energético de los cálculos. A principios de 2026, el laboratorio mostró sistemas neuromórficos que, con un consumo de energía de alrededor de 20 W en tareas científicas específicas, pudieron superar notablemente a las GPU tradicionales.

Los experimentos cada vez se alejan más de la arquitectura digital habitual. Recientemente, un procesador de ondas controló por primera vez directamente a un robot, formando la solución mediante interferencia física en lugar de operaciones digitales secuenciales. ETCRAM desarrolla la misma idea general desde otro ángulo: el material dentro del chip deja de ser un almacenamiento pasivo de bits y se convierte en una parte directa del cálculo.