Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Pamięć doskonała?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Inżynierowie od dziesięcioleci szukają coraz szybciej działających i coraz bardziej efektywnych pod względem energetycznym układów pamięci. Jedną z najbardziej obiecujących technologii są pamięci zmiennofazowe. Układy takie działają tysiące razy szybciej niż dyski twarde. Są jednak bardzo energochłonne.
Od dawna oczekujemy, że pamięci zmiennofazowe zastąpią obecnie stosowane nośniki pamięci w smartfonach i laptopach. Jedną z przyczyn, dla których tak się nie stało, jest fakt, iż pamięci te zużywają znacznie więcej energii niż konkurencyjne technologie, mówi profesor Eric Pop z Uniwersytetu Stanforda. Pop wraz ze swoimi kolegami właśnie poinformowali pokonaniu kluczowej przeszkody, które uniemożliwiała rozpowszechnienie się pamięci zmiennofazowych.
Standardowy układ pamięci zbudowany jest z tranzystorów i innych elementów. Tymczasem układy zmiennofazowe składają się z mieszaniny germanu, antymonu i telluru (GST), zamkniętej pomiędzy elektrodami.
W tradycyjnych układach, jak np. kościach flash, dane są przechowywane w wyniku przełączania stanu tranzystora za pomocą prądu elektrycznego, co jest symbolizowane za pomocą cyf 1 i 0. W układach zmiennofazowych 1 i 0 symbolizują wynik pomiaru oporu elektrycznego GST. Typowa pamięć zmiennofazowa może przechowywać informacje o dwóch stanach oporności. Wysoka oporność symbolizowana jest przez 0, a niska oporność przez 1. Używając ciepła generowanego przez elektrody możemy przełączać pomiędzy 0 a 1 w ciągu nanosekund, wyjaśnia współautor badań, doktorant Asir Intisar Khan.
Podgrzanie do około 150 stopni Celsjusza zmienia GST w kryształ o niskiej oporności. W temperaturze 600 stopni Celsjusza zachodzi zaś zmiana w stan amorficzny o znacznie większej oporności. Różnice w oporności są na tyle duże, że można w nich przechowywać dane. Są przy tym całkowicie odwracalne za pomocą impulsów elektrycznych podgrzewających GST. Pamięć tego typu jest niezwykle trwała. Możesz wrócić do niej po latach i bez problemu odczytać poziom oporności każdego bitu. Utrzymanie konkretnego stanu pamięci nie wymaga energii, mówi profesor Pop.
Jednak dotychczas przełączanie pomiędzy obiema fazami wymagało użycia tak dużej ilości energii, że bardzo szybko wyczerpywałyby się baterie w urządzeniach mobilnych. Naukowcy ze Stanforda rozpoczęli więc prace nad takimi pamięciami zmiennofazowymi, które zużywałyby znacznie mniej energii i można by je było umieścić na elastycznych podłożach z tworzyw sztucznych, używanych w zginanych smartfonach, ubieralnych czujnikach i innej przenośnej elektronice.
Takie urządzenia potrzebują tanich i energooszczędnych podzespołów. Jednak wiele elastycznych substratów traci kształt lub nawet roztapia się w temperaturze około 200 stopni Celsjusza i niższej, mówi Alwin Daus. To właśnie on i jego koledzy odkryli, że plastikowe substraty o niskim przewodnictwie cieplnym mogą umożliwić zmniejszenie przepływu prądu w komórkach pamięci zmiennofazowych, powodując, że będą one efektywniej działały.
Nasze urządzenie ma 10-krotnie niższą gęstość prądu przełączania gdy jest umieszczone na elastycznym substracie i 100-krotnie mniejszą gdy znajduje się na sztywnym krzemie, wyjaśnia profesor Pop. Uczony dodaje, że kluczem do sukcesu było zastosowanie trzech składników. Są to superkratownica złożona z nanometrowej wielkości warstw materiału przechowującego dane, porowata komórka, czyli otwór nanometrowej wielkości wewnątrz którego znajdują się warstwy superkratownic oraz izolujące termicznie elastyczne podłoże. Razem wszystko to znakomicie poprawiło efektywność energetyczną układu pamięci.
Pamięci zmiennofazowe mogą znaleźć bardzo szerokie zastosowania. W przyszłości trafią do przenośnej elektroniki i różnego typu czujników. Czujniki mają bardzo wyśrubowane wymagania co do czasu pracy na bateriach. Zbieranie surowych danych i ich przesyłanie do chmury to proces bardzo nieefektywny. Jeśli moglibyśmy lokalnie przetwarzać dane, do czego potrzebny jest układ pamięci, znakomicie ułatwiłoby to rozwój Internet of Thing, mówi Daus.
Jednak pamięci zmiennofazowe mogą tez znakomicie zwiększyć wydajność komputerów. Współczesne komputery korzystają z osobnych układów do przetwarzania i przechowywania danych. Informacje są przetwarzane w jednym układzie i wysyłane do innego, który je przechowuje. Dane ciągle wędrują w tę i z powrotem, a to proces długotrwały i bardzo nieefektywny energetycznie, dodaje Khan. Pamięci zmiennofazowe mogłyby zaś przetwarzać dane w miejscu ich przechowywania. Jednak takie rozwiązanie wymagałoby opracowania zmiennofazowego urządzenia o wielu stanach oporności, z których każdy musiałby być zdolny do przechowywania informacji. Typowa pamięć zmiennofazowa ma dwa stany oporności: wysoki i niski. Nam udało się zaprogramować cztery stabilne stany oporności. A to już ważny krok w kierunku przetwarzania danych w układach pamięci, informuje Khan.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Elpida poinformowała o wyprodukowaniu pierwszego własnego prototypu pamięci ReRAM. Kość wykonano w technologii 50 nanometrów, a jej pojemność wynosi 64 megabity.
ReRAM (Resistance Random Access Memory) to pamięć nieulotna zbudowana z materiałów, które zmieniają oporność w odpowiedzi na zmiany napięcia elektrycznego. Największą zaletą ReRAM jest niezwykle szybka praca przy bardzo niskim napięciu. Ma ona obie zalety pamięci DRAM, czyli szybką pracę, oraz pamięci flash, czyli możliwość przechowywania danych po odłączeniu zasilania. Czas zapisu danych na ReRAM wynosi około 10 nanosekund, czym dorównuje układom DRAM, jest za to znacznie bardziej wytrzymała niż flash, gdyż umożliwia dokonanie ponad miliona cykli zapisu/odczytu danych. Przed kilkoma miesiącami informowaliśmy o stworzeniu przez Samsunga prototypowej komórki ReRAM, wytrzymującej bilion cykli zapis/odczyt.
Elpida ma nadzieję, że pierwsze przeznaczone do sprzedaży kości ReRAM rozpocznie produkować już w przyszłym roku. Mają być one wykonane w technologii 30 nm, a ich pojemność ma być liczona w gigabitach. ReRAM może stać się konkurentem powszechnie wykorzystywanych układów flash, szczególnie na rynku urządzeń przenośnych, gdzie duże znaczenie ma ilość energii potrzebnej do obsługi pamięci.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Intel i Micron ogłosiły powstanie pierwszego 128-gigabitowego układu pamięci MLC (multi-level cell) NAND, wykonanego w technologii 20 nanometrów. Jednocześnie obie firmy poinformowały o rozpoczęciu masowej produkcji 64-gigabitowych kości tego typu.
Nowy układ został stworzony przez firmę IM Flash Technologies (IMFT) - spółkę założoną przez Intela i Microna. Nowa kość jest zgodna ze specyfikacją ONFI 3.0, dzięki czemu zapewnia prędkość przesyłu danych rzędu 333 megatransferów na sekundę (MT/s). Urządzenie może zatem trafić zarówno do telefonów komórkowych jak i dysków SSD.
W styczniu przyszłego roku IMFT udostępni zainteresowanym firmom próbki kości, a w I połowie 2012 zostanie uruchomiona masowa produkcja nowych NAND.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Już w 2013 roku do sklepów mają trafić pierwsze chipy zbudowane na memrystorach. Zastąpią one układy flash i wyznaczą początek rewolucji na rynku układów pamięci.
Stan Williams z HP, współtwórca memrystora, występując podczas International Electronic Forum 2011 stwierdził, że w ciągu 18 miesięcy jego firma rozpocznie sprzedaż kości, które zastąpią flash. Na tym jednak nie koniec.
Być może w 2014, a na pewno w 2015 stworzymy konkurencję dla DRAM, a później zastąpimy SRAM - powiedział Williams.
O zastąpieniu flasha już zdecydowaliśmy. Teraz pracujemy nad DRAM i sądzimy, że nowe układy będą zużywały na każdy bit o dwa rzędy wielkości mniej energii potrzebnej do przełączania układu - dodał. Opracowana przez HP technologia pozwala na umieszczenie układu pamięci bezpośrednio na procesorze. Dzięki temu dane w ogóle nie opuszczają układu scalonego. To oznacza, że otrzymujemy poprawę szybkości działania odpowiadającą 20 latom obowiązywania Prawa Moore'a - stwierdził Williams. Dodał przy tym, że możliwe jest umieszczanie dowolnej liczby warstw podzespołów o grubości 5 nanometrów każda. W jednej takiej warstwie może znaleźć się nawet 500 miliardów memrystorów.
Przedstawiciel HP zapowiada wielkie zmiany na rynku. Jesteśmy największym na świecie kupcem pamięci DRAM i drugim co do wielkości nabywcą układów flash. Chcemy całkowicie przeorganizować nasz łańcuch dostaw. Mamy zamiar licencjonować naszą technologię każdemu chętnemu. Jednak trzeba będzie poczekać w kolejce. Bardzo wiele osób jest tym zainteresowanych. Zdecydowaliśmy się na taki krok, gdyż, szczerze mówiąc, nie widzimy zbyt wielu innowacji na tym rynku - zapowiedział.
Memrystor zwany jest inaczej opornikiem pamięci. Zapamiętuje on skąd i ile informacji przepływa, sam usprawnia swoje działanie tak, by przepływ był jak najbardziej wydajny. Potrafi też zmieniać oporność w zależności od wartości i kierunku przyłożonego napięcia. Zapamiętuje również oporność po odłączeniu zasilania. Dzięki tym właściwościom pojedynczy memrystor może działać jak wiele (od 7 do 12) tranzystorów, pozwoli też na skonstruowanie mniejszej, tańszej, szybszej i bardziej energooszczędnej pamięci flash. Niewykluczone, że memrystory pozwolą również na zrewolucjonizowanie rynku układów FPGA - czyli programowalnych układów scalonych, które na bieżąco można dostosowywać do zadań, które mają wykonać. FPGA są niezwykle drogie, duże i powolne. Być może dzięki memrystorom pozbędziemy się ich wad, a zachowamy zalety.
Jakby jeszcze tego było mało badacze z HP stwierdzili, że memrystory są bardziej przydatne niż przypuszczano. Okazało się bowiem, że są one w stanie nie tylko zapamiętywać dane, ale również przeprowadzać obliczenia. To z kolei oznacza, że zamiast budować osobne procesory możliwe będzie wykonywanie obliczeń przez same kości pamięci.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Purdue University powstaje nowy rodzaj układów pamięci, które mają być szybsze od obecnie istniejących rozwiązań, a jednocześnie zużywać znacznie mniej energii niż kości flash. Pamięci łączą krzemowe nanokable z polimerem „ferroelektrycznym", który zmienia polaryzację pod wpływem pola elektrycznego.
Nowa technologia jest dopiero w powijakach, przyznaje doktorant Saptarshi Das, który pracuje pod kierunkiem profesora Joerga Appenzellera. Nazwano ją FeTRAM (ferroelectric transistor random access memory) - pamięć o swobodnym dostępie z tranzystorem ferroelektrycznym.
FeTRAM to pamięć nieulotna, a więc jej zawartość nie zostaje utracona po odłączeniu zasilania. Układy FeTRAM mogą zużywać nawet 100-krotnie mniej energii niż kości flash. Jednak, jak zauważa Das, obecnie zużywają więcej niż teoretyczne minimum, gdyż znajdują się w początkowych fazach rozwoju.
FeTRAM spełnia wszystkie wymagania stawiane przed nośnikami pamięci. Pozwala na wielokrotny zapis i odczyt, zużywa mało energii, umożliwia upakowanie dużej ilości kości na małej przestrzeni i jest kompatybilna z technologią CMOS, co oznacza, że wdrożenie jej do produkcji nie powinno nastręczać większych trudności.
FeTRAM jest podobna do wykorzystywanej komercyjnie na niewielką skalę technologii FeRAM. Obie używają materiałów ferroelektrycznych, jednak w FeRAM zastosowano ferroelektryczne kondensatory, co powoduje, że odczyt zapisanych danych wiąże się z ich usunięciem z układu pamięci. W przypadku FeTRAM, dzięki tranzystorom, te same dane można odczytywać wielokrotnie.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.