Naukowcy opracowali przełomową pamięć zmiennofazową

Naukowcy z Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) w Korei Południowej opracowali nowy typ pamięci zmiennofazowej, w której nie występują wady wcześniejszych iteracji.

Pamięć zmiennofazowa (PCM) działa poprzez przełączanie pomiędzy dwoma stanami fizycznymi: skrystalizowanym (o niskiej rezystancji) i amorficznym (o dużej rezystancji). Mówimy tu o optymalnym połączeniu pamięci DRAM i NAND flash.

Naukowcy z KAIST w Korei Południowej opracowali nowy typ pamięci zmiennofazowej, w której nie występują wady wcześniejszych iteracji.

Pamięć DRAM jest szybka, ale ulotna, co oznacza, że ​​przechowywane w niej dane znikają po odcięciu zasilania (np. po wyłączeniu komputera). Pamięć flash NAND, podobnie jak ta stosowana w dyskach SSD, może przechowywać dane nawet po odłączeniu zasilania, ale jest znacznie wolniejsza niż pamięć DRAM. PCM jest zarówno szybki, jak i nieulotny, ale tradycyjnie jest kosztowny w produkcji i energochłonny (do stopienia materiału o przemianie fazowej do stanu amorficznego potrzeba ciepła, co zmniejsza efektywność energetyczną).

Wcześniejsze prace mające na celu rozwiązanie problemu wysokiego zużycia energii skupiały się na zmniejszeniu fizycznego rozmiaru całego urządzenia za pomocą najnowocześniejszych technik litograficznych. Ulepszenia były nominalne, a zwiększone koszty i złożoność związana z produkcją przy użyciu mniejszych technologii nie były uzasadnione.

Profesor Shinhyun Choi i zespół opracowali metodę zmniejszenia tylko składników bezpośrednio zaangażowanych w proces zmiany fazowej w celu utworzenia nanowłókna zmiennofazowego. Nowatorskie podejście zmniejszyło zużycie energii 15-krotnie w porównaniu z tradycyjną pamięcią ze zmianą fazy wykonaną przy użyciu drogich narzędzi litograficznych, a także jest znacznie tańsze w produkcji.

Nowa pamięć zmiennofazowa zachowuje wiele cech tradycyjnej pamięci, takich jak duża szybkość, duży współczynnik włączenia/wyłączenia, małe wahania i wielopoziomowe właściwości pamięci. Choi stwierdził, że spodziewają się, że wyniki ich badań staną się podstawą przyszłej inżynierii elektronicznej i mogą przynieść korzyści aplikacjom, w tym pionowej pamięci 3D o dużej gęstości, neuromorficznym systemom obliczeniowym, procesorom brzegowym i systemom obliczeniowym in-memory.

Wyniki badań zespołu opublikowano na początku tego miesiąca w czasopiśmie Nature w artykule zatytułowanym Phase-Change Memory via a Phase-Changeable Self-Confined Nano-Filament.