La matrice cruciforme 9 bits fonctionne bien, mais utilise du platine
En plaçant deux blocs l'un sur l'autre, vous pouvez les faire pivoter pour qu'ils aient neuf points d'intersection.La mémoire à changement de phase (PCM) semble être en mesure d'offrir le meilleur des deux options: la vitesse de la RAM moderne et le stockage permanent des données du disque dur. Bien que les options existantes pour sa mise en œuvre soient trop coûteuses pour une utilisation à grande échelle, les chercheurs font des tours très intéressants avec l'équipement de test. Ses propriétés distinctives ont permis aux gens d'effectuer des calculs et d'entraîner des réseaux de neurones directement en mémoire. Par conséquent, la recherche de méthodes pour améliorer l'efficacité peut fournir de nouvelles approches informatiques.
Cette semaine, une collaboration de scientifiques de l'Université du Massachusetts et du Brookhaven National Laboratory a
publié un article décrivant la fabrication d'un minuscule ensemble de
memristors qui fonctionnent d'une manière similaire au PCM. La taille de cette mémoire n'était que de 2 nanomètres et la distance entre les éléments ne peut être que de 12 nm - moins que les technologies de processeur avancées. Inconvénients? Jusqu'à présent, l'équipe n'a pu créer que 9 bits de mémoire à la fois, et du platine a dû être utilisé.
Sur le grill
L'élément clé du nouveau schéma est constitué de minuscules plaques de platine d'une épaisseur de seulement 2 nm, soit seulement 11 atomes de l'élément. Le platine est un métal assez cher, mais ces plaques ont une résistance extrêmement faible. La résistance des plaques mesurée par les chercheurs était près de 10 000 fois inférieure à la résistance d'un nanotube de carbone de même épaisseur. Les auteurs affirment qu'ils sont capables de produire des plaques de la bonne taille avec une efficacité de 100%.
La plaque est placée sur du germanium, ce qui vous permet de l'aligner sur une surface verticale en silicium. Ensuite, des fils de cuivre y sont connectés et la plaque est recouverte d'oxyde d'aluminium. En conséquence, une étroite bande du bord de la plaque, large de 2 nm, semble droite. La deuxième plaque avec des électrodes est également placée au bon endroit, puis de l'oxyde d'aluminium et la troisième plaque sont ajoutés. Lorsque la partie supérieure du bloc résultant est polie, une surface est obtenue à partir de trois lignes parallèles de platine, dont chacune est accessible via son propre ensemble d'électrodes en cuivre. Nous les appellerons «fils», mais en réalité ce n'est que le bord étroit d'une plaque plus large immergée dans de l'oxyde d'aluminium.
Pour la fabrication de memristors de travail, deux de ces blocs sont agencés de sorte que les lignes se font face et forment un réseau avec neuf points d'intersection. Entre les blocs, les chercheurs ont placé une couche d'un mélange d'oxyde de titane et d'oxyde d'hafnium d'une épaisseur de 7 nm.
Les fils de cuivre vous permettent d'activer un seul des trois fils de platine du bloc à la fois. Selon lequel des fils de l'unité opposée était actif, une seule intersection est activée.
Merci pour la mémoire
Dans des conditions normales, une couche d'oxyde de titane / hafnium agirait comme un isolant et bloquerait le courant aux intersections des fils de cuivre. Mais lorsqu'un courant suffisamment fort est fourni, un fil de titane est formé reliant deux pièces de platine. En conséquence, un courant commence à circuler entre eux; la différence entre les états conducteur et isolant peut être considérée comme la différence entre zéro et l'unité. Une connexion conserve son état, sauf si un courant suffisamment fort est fourni à travers elle, ce qui interrompra la connexion.
Et tout fonctionne. En ce qui concerne chaque intersection du réseau en tant que pixel, les auteurs ont défini et réinitialisé les bits, résultant en un motif des lettres "NANO".
Si la densité de leur appareil peut être mise à l'échelle, elle deviendra comme une mémoire flash tridimensionnelle produite dans un processus à 64 couches. Ce sera une densité de 4,5 Tbps par pouce carré [700 Gb / sq. voir]. Dans le même temps, les memristors n'ont pas besoin de la profondeur nécessaire pour la mémoire flash.
Mais va-t-il vraiment évoluer au-delà de neuf bits? De nombreux problèmes potentiels sont immédiatement apparents. L'un d'eux est l'utilisation de platine. Les plaques d'une épaisseur de 11 atomes ont un peu de platine, et les auteurs disent qu'elles sont capables de les produire avec une efficacité de 100%, mais c'est encore un matériau très cher pour une production à grande échelle. Par conséquent, les avantages de la recherche de matériaux plus courants pouvant former des structures aux propriétés similaires sont évidents.
Vient ensuite la production. Le traitement est comparable à la fabrication d'autres semi-conducteurs, mais chaque étape doit être répétée, en ajoutant un fil supplémentaire à l'appareil. Si vous le redimensionnez à des tailles qui donnent des volumes utiles, cela peut prendre beaucoup de temps et de rares problèmes de traitement peuvent devenir plus graves. S'ils sont assez rares, il sera alors possible de ne pas utiliser de fils défectueux et de supporter une quantité de mémoire réduite. Cela réduira la densité d'enregistrement, mais elle est déjà assez élevée.
Peut-être la caractéristique la plus intéressante de cet appareil est sa capacité à évoluer. Bien que les chercheurs n'aient fabriqué que trois fils parallèles, chaque fil supplémentaire augmentera considérablement la capacité. Le quatrième fil augmentera la capacité de 9 bits à 16 et le cinquième à 25. Et si la distance entre les fils ne peut être que de 12 nm, la mise à l'échelle n'entraînera pas d'augmentations significatives du volume et de la consommation du matériau.