Układy pamięci nowej generacji: prędkość mierzona w pikosekundach
Następca współczesnych pamięci RAM i flash ma być 1000-krotnie szybszy i mniej wymagający energetycznie. Jak udało się osiągnąć takie rezultaty?
Pokonać ograniczenia obecnych układów pamięci
Badania przeprowadził 19-osobowy zespół naukowy z Centrum Liniowego Akceleratora Stanforda (SLAC) w Kalifornii. Kierował nimi Aaron Lindenberg, profesor inżynierii materiałowej oraz inżynierii na Uniwersytecie Stanforda. Wyniki pracy zespołu opublikowano w prestiżowym czasopiśmie naukowym Physical Review, wydawanym przez Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne (APS).
Prowadzone badania miały znaleźć odpowiedź na problemy, jakie generuje obecnie użytkowana pamięć. Układy najszybsze, stosowane m.in. w pamięciach RAM – tracą dane po odłączeniu zasilania. Z kolei pamięci flash wykorzystywane do przechowywania sporych ilości informacji wykazują znacznie gorsze prędkości transferu.
Zmiany struktury jako reakcje binarne
Badania dotyczyły opracowywanej obecnie technologii, opierającej się na nowej klasie półprzewodników. Obiecujące okazują się materiały zmiennofazowe: zmieniające strukturę z uporządkowanej krystalicznej do nieuporządkowanej amorficznej, umożliwiając w ten sposób przepływ lub blokadę elektronów.
Naukowcom udało się stworzyć technologię zdolną do błyskawicznych zmian pomiędzy oboma w/w stanami. Wykorzystując impulsy cieplne, grupa prof. Lindenberga była w stanie inicjować zmianę ze struktury amorficznej w krystaliczną w czasie poniżej 1 pikosekundy. To rezultat, jakiego nikomu wcześniej nie udało się osiągnąć.
Na rewolucję przyjdzie nam jeszcze zaczekać
Przełom w badaniach wskazuje kierunek rozwoju i rozbudza spore oczekiwania. Przed środowiskiem naukowym jeszcze wiele rozstrzygnięć, jak choćby zdeterminowanie pełnej długości cyklu zmian stanów w obu kierunkach. Już dziś można być jednak pewnym, że zmiany jakie dokonają się w kolejnych generacjach pamięci będą naprawdę znaczące. Potwierdza się również znaczenie materiałów zmiennofazowych w opracowywaniu pamięci przyszłych generacji.
Umożliwią one skonstruowanie układów zawrotnie szybkich, a przy tym zachowujących pamięć po odłączeniu zasilania. Z kolei ich niski pobór mocy zagwarantuje nam w przyszłości elektronikę mobilniejszą i przyjazną środowisku bardziej niż kiedykolwiek wcześniej. Pozostaje oczekiwać na kolejne badania w tym kierunku – oby dorównały oczekiwaniom.