Гібридні фазо-обмінні мемристори поєднують можливості DRAM і NAND

У пошуках нових технологій пам'яті дослідники зуміли домогтися перспективних результатів, які дають змогу говорити про появу нового класу пристроїв, що поєднують високу швидкість роботи DRAM і енергонезалежність NAND.

Про свої нові гібридні резистивні перемикачі вчені Рочестерського університету розповідають у дослідженні, опублікованому в журналі Nature Electronics. Розроблений у лабораторії Стівена М. Ву, доцента кафедри електротехніки та комп'ютерної інженерії та фізики, підхід поєднує в собі найкращі якості двох наявних форм резистивних перемикачів, які використовуються для пам'яті: мемристорів і фазо-обмінних матеріалів. Обидві форми були вивчені на предмет їхніх переваг перед найпоширенішими сьогодні формами пам'яті, включно з динамічною пам'яттю з довільним доступом (DRAM) і флешпам'яттю, але мають свої недоліки.

Ву каже, що мемристори, які працюють шляхом подачі напруги на тонку нитку між двома електродами, зазвичай страждають від нестачі надійності порівняно з іншими формами пам'яті. Водночас фазо-обмінні матеріали, які передбачають вибіркове перетоплення матеріалу або в аморфний, або в кристалічний стан, вимагають занадто багато енергії.

"Ми об'єднали ідею мемристора і фазо-обмінного пристрою таким чином, щоб вийти за рамки обмежень кожного з них", - каже Ву. "Ми створили двотермінальний мемристорний пристрій, який переводить один тип кристала в інший тип кристалічної фази. Ці дві кристалічні фази мають різний опір, який можна використовувати як пам'ять".

Ключовим моментом є використання двовимірних матеріалів, які можна розтягнути до такої міри, що вони опиняться між двома різними кристалічними фазами, і їх можна буде зрушити в будь-яку сторону з відносно невеликим зусиллям.

"Ми створили його, по суті, просто розтягуючи матеріал в одному напрямку і стискаючи його в іншому", - каже Ву. "Це дає змогу збільшити продуктивність на порядки. Я бачу шлях, на якому це може опинитися в домашніх комп'ютерах як надшвидка і надефективна форма пам'яті. Це може мати велике значення для обчислювальної техніки в цілому".

Ву і його команда аспірантів провели експериментальну роботу й у співпраці з дослідниками з факультету машинобудування Рочестера, включно з доцентами Хесамом Аскарі та Собхітом Сінгхом, визначили, де і як деформувати матеріал. За словами Ву, найбільшою перешкодою на шляху створення мемристорів із фазовим переходом є подальше підвищення їхньої загальної надійності, але, проте, він натхненний прогресом, якого досягла команда на сьогодні.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365