В то время как различные типы памяти на основе заряда используются для различных целей в электронных устройствах, некоторые недостатки в их свойствах привели ученых к разработке более эффективных альтернатив.
Недавно исследователи из Ланкастерского университета в Англии придумали новый тип компьютерной памяти — универсальную память — которая может решить цифровой энергетический кризис путем преобразования повседневной жизни с ее сверхнизким энергопотреблением.
Существующая флэш-память, динамическая память с произвольным доступом (DRAM) и статическая память с произвольным доступом (SRAM) имеют дополнительные атрибуты, которые делают их хорошо подходящими для их конкретных ролей в хранилище данных, активной памяти и кэше, соответственно. Однако все они имеют свои недостатки.
Например, Flash может хранить данные в течение длительного времени, но запись и удаление данных являются энергоемкими и медленными. Данные могут быть записаны в данную ячейку флэш-памяти только ограниченное количество раз, что делает данное устройство непригодным для рабочей памяти.
DRAM намного быстрее и потребляет меньше энергии, чем флэш-память, но данные, хранящиеся в этой памяти, являются нестабильными и должны многократно обновляться, чтобы сохранить их на устройстве. Процесс неэффективен и неудобен.
Исследовательская группа объединила преимущества обеих систем памяти (флэш-память и DRAM) и продемонстрировала универсальную память, которая может заменить рынок флэш-накопителей и DRAM стоимостью 100 миллиардов долларов.
Ожидается, что данные, получаемые с помощью Интернета вещей и использования подключенных устройств, к 2025 году будут потреблять 1/5 мировой электроэнергии. Эта новая универсальная память может снизить пиковое энергопотребление в центрах обработки данных на 80%.
В этом исследовании исследователи показали основанные на заряде ячейки памяти с компактным дизайном, на котором можно записывать и стирать данные при низком напряжении. В отличие от обычной оперативной памяти, это энергонезависимое устройство, которое обеспечивает неразрушающее чтение.
Для достижения противоречивых требований низковольтного переключения и энергонезависимости исследователи использовали квантово-механические характеристики асимметричного тройного резонансно-туннельного барьера.
Поскольку устройство имеет компактную конфигурацию и канал без соединения с равномерным легированием, его легко масштабировать. Неразрушающие операции чтения и низковольтные операции минимизируют периферийные схемы, необходимые в чипе памяти.
Кроме того, память позволит компьютерам загружаться мгновенно и незаметно переходить в спящий режим — даже между нажатиями клавиш — экономя значительное количество энергии. Он может записывать или стирать данные, используя в 100 раз меньше энергии по сравнению с DRAM.
В целом, это кажется многообещающей концепцией памяти. Исследователи уже запатентовали технологию (один патент находится на рассмотрении), и многие частные организации проявили интерес к исследованию.
