UK III-V Memory - nowy rodzaj pamięci łączący możliwości DRAM i NAND

Połączenie możliwości RAM i NAND to coś, czego producenci pamięci starają się dokonać od lat, jak na razie bez większych osiągnięć. Nowy rodzaj pamięci nieulotnej może okazać się jednak kluczem do sukcesu, pozwalając na stworzenie urządzeń, które będą uruchamiały się praktycznie natychmiastowo i pozwolą na wznawianie użytkowania od miejsca, w którym zakończyliśmy pracę, a to za sprawą prędkości typowych dla RAM i opcji zapisywania danych po wyłączeniu, niczym NAND. Jeśli śledzicie doniesienia w tej tematyce, to zapewne słyszeliście już o kilku technologiach, które miały zapewniać takie możliwości i w pewnym sensie za takowe uznać można pamięci 3D Xpoint wykorzystywane w nośnikach Optane od Intela, ale daleko im do pierwotnych, bardzo hucznych zapowiedzi. Prowadzonych jest wiele badań, które koncentrują się „wewnątrz pamięciowych obliczeniach” które sprowadzają się do wyeliminowania konieczności przenoszenia danych pomiędzy procesorem, pamięcią i nieulotnym nośnikiem, który jest w stanie zachować dane po odłączeniu zasilania. Rozwiązaniem może okazać się UK III-V Memory.

UK III-V Memory oferować mają szybkość DRAM i nieulotność NAND flash.

Warto pamiętać, że o ile zapisywanie danych przez DRAM jest bardzo szybkie i energooszczędne, to jednak, jak tylko pamięć taka traci zasilanie, utracona zostaje przy okazji integralność danych. Wymaga to nieustannego odświeżania tych danych, co nie jest zbyt efektywne. Z drugiej strony pamięci NAND, które są powszechnie stosowane w nośnikach danych, są dość powolne w zakresie zapisywania i wymazywania, a operacje te prowadzą także do pogarszania się stanu komórek, przez co technologia ta jest niepraktyczna jako pamięć operacyjna. Badacze z Uniwersytetu Lancaster w Wielkiej Brytanii opracowali jednak nowy typ pamięci nieulotnej, która jest w stanie pracować z prędkością DRAM, wykorzystując jedynie jeden procent energii używanej przez takową w trakcie zapisywania danych.

Prototypowa technologia nazywa się UK III-V Memory i stworzona została na bazie 20 nm litografii. Naukowcy tłumaczą, że oferuje ona 5 nm czas zapisu, co jest porównywalne z DRAM i prostotę odczytów niczym pamięć flash. Najciekawszym elementem jest jednak fakt, że nieulotność pozwoli zachować dane nawet po utracie zasilania. Na tym etapie, prototyp jest w stanie usunąć i zapisywać dane wykorzystując napięcie 2,1 V, natomiast typowe komórki NAND potrzebują 3 V. Podobnie jak pamięci flash, technologia ta wykorzystuje „pływającą bramkę” do przechowywania „1” i „0”, ale w tym przypadku pływająca bramka InAs jest wyizolowana przez przewodzące pasmo odgradzające z antymonkiem galu i antymonkiem glinu. Dzięki temu pamięci UK III-V mają lepiej określone stany „on” i „off”, a do tego zaprojektowane są w taki sposób, by zrobić użytek z tych dwóch materiałów i zachować informacje przez „niezwykle długi” czas. Jak na razie nie podano wymogów energetycznych dla operacji odczytu.

Twórcy obecnie patentują swoją odkrycie i wierzą, że technologia ta jest w stanie zastąpić wart 100 mld USD rynek DRAM i pamięci flash. Jeśli rzeczywiście uda się skomercjalizować ten pomysł, możemy otrzymać urządzenia, które zachowywać będą wszystkie dane po utracie zasilania i włączać będą się natychmiastowo od momentu, gdzie pozostawiliśmy je ostatnio. W międzyczasie zaś Hynix planuje produkcję najszybszych pamięci DRAM, bazujących na technologii HBM2E, która jest w stanie transferować przeszło 460 GB na sekundę. Intel zaś dostarcza już moduły DIMM Optane DC Persistent Memory, które także stanowić mają swoisty pomost pomiędzy DRAM i NAND.