Array 9-bit berfungsi baik, tetapi menggunakan platinum
Dengan menempatkan dua blok satu di atas yang lain, Anda dapat memutarnya sehingga memiliki sembilan titik persimpangan.Memori dengan perubahan fasa (PCM) tampaknya dapat menawarkan yang terbaik dari kedua opsi: kecepatan RAM modern dan penyimpanan permanen data hard drive. Meskipun opsi yang ada untuk implementasinya terlalu mahal untuk penggunaan skala besar, para peneliti melakukan trik yang sangat menarik dengan peralatan uji. Sifatnya yang khas memungkinkan orang untuk melakukan perhitungan dan melatih jaringan saraf langsung dalam memori. Oleh karena itu, pencarian metode untuk meningkatkan efisiensi dapat memberikan pendekatan baru untuk komputasi.
Minggu ini, kolaborasi para ilmuwan dari University of Massachusetts dan Brookhaven National Laboratory
menerbitkan sebuah makalah yang menggambarkan pembuatan satu set kecil
memristor yang bekerja dengan cara yang mirip dengan PCM. Ukuran memori ini hanya 2 nanometer, dan jarak antara elemen bisa hanya 12 nm - kurang dari teknologi prosesor canggih. Kerugian? Sejauh ini, tim hanya mampu membuat 9 bit memori pada satu waktu, dan platinum harus digunakan.
Di atas panggangan
Elemen kunci dari skema baru ini adalah pelat platinum kecil dengan ketebalan hanya 2 nm - yaitu, hanya 11 atom elemen. Platinum adalah logam yang agak mahal, tetapi pelat ini memiliki resistansi yang sangat rendah. Resistansi lempeng yang diukur oleh para peneliti hampir 10.000 kali lebih kecil dari resistansi karbon nanotube dengan ketebalan yang sama. Para penulis mengklaim bahwa mereka mampu menghasilkan pelat dengan ukuran yang tepat dengan efisiensi 100%.
Pelat ditempatkan pada germanium, yang memungkinkan Anda untuk meluruskannya pada permukaan silikon vertikal. Kemudian kabel tembaga dihubungkan ke sana dan pelat dilapisi dengan aluminium oksida. Hasilnya, strip sempit tepi pelat, selebar 2 nm, terlihat tegak. Pelat kedua dengan elektroda ditempatkan dengan cara yang sama di tempat yang tepat, kemudian ditambahkan aluminium oksida dan lempeng ketiga. Ketika bagian atas dari blok yang dihasilkan dipoles, permukaan diperoleh dari tiga garis paralel platinum, yang masing-masing diakses melalui set sendiri elektroda tembaga. Kami akan menyebutnya "kabel", tetapi dalam kenyataannya ini hanya tepi sempit dari piring yang lebih luas yang direndam dalam aluminium oksida.
Untuk pembuatan memristor yang berfungsi, dua balok disusun sedemikian sehingga garis-garisnya saling berhadapan dan membentuk kisi dengan sembilan titik persimpangan. Di antara blok, para peneliti menempatkan lapisan campuran titanium oksida dan hafnium oksida dengan ketebalan 7 nm.
Kabel tembaga memungkinkan Anda mengaktifkan hanya satu dari tiga kabel platinum dalam satu blok sekaligus. Bergantung pada kabel mana dari unit yang berlawanan yang aktif, hanya satu persimpangan yang diaktifkan.
Terima kasih untuk ingatannya
Dalam kondisi normal, lapisan titanium / hafnium oksida akan bertindak sebagai isolator dan memblokir arus di persimpangan kabel tembaga. Tetapi ketika arus yang cukup kuat disuplai, sebuah benang titanium terbentuk yang menghubungkan dua buah platinum. Akibatnya, arus mulai mengalir di antara mereka; perbedaan antara kondisi penghantar dan isolasi dapat dianggap sebagai perbedaan antara nol dan kesatuan. Koneksi mempertahankan statusnya, kecuali jika arus yang cukup kuat dipasok melalui itu, yang akan memutuskan koneksi.
Dan itu semua berhasil. Mengenai setiap persimpangan kisi sebagai pixel, penulis mengatur dan mereset bit, menghasilkan pola huruf "NANO".
Jika kepadatan perangkat mereka dapat ditingkatkan, itu akan menjadi seperti memori flash tiga dimensi yang dihasilkan dalam proses 64-layer. Ini akan menjadi kepadatan 4,5 Tbps per inci persegi [700 Gb / sq. lihat]. Pada saat yang sama, memristor tidak membutuhkan kedalaman yang diperlukan untuk memori flash.
Tetapi apakah itu akan benar-benar melampaui sembilan bit? Banyak potensi masalah segera terlihat. Salah satunya adalah penggunaan platinum. Ada beberapa platinum di piring dengan ketebalan 11 atom, dan penulis mengatakan bahwa mereka dapat memproduksinya dengan efisiensi 100%, tetapi ini masih bahan yang sangat mahal untuk produksi skala besar. Oleh karena itu, keuntungan mencari bahan yang lebih umum yang dapat membentuk struktur dengan sifat serupa sudah jelas.
Kemudian muncul produksi. Pemrosesan dapat dibandingkan dengan pabrikan semikonduktor lainnya, tetapi setiap langkah harus diulangi, dengan menambahkan kabel tambahan ke perangkat. Jika Anda mengecilkannya ke ukuran yang menghasilkan volume yang bermanfaat, itu bisa menjadi sangat memakan waktu, dan masalah pemrosesan yang jarang bisa menjadi lebih serius. Jika mereka cukup langka, maka akan mungkin untuk tidak menggunakan kabel yang rusak dan memasang dengan jumlah memori yang berkurang. Ini akan mengurangi kepadatan perekaman, tetapi itu sudah cukup tinggi.
Mungkin fitur yang paling menarik dari perangkat ini adalah kemampuannya untuk mengukur. Meskipun para peneliti hanya membuat tiga kabel paralel, setiap kabel tambahan secara drastis akan meningkatkan kapasitas. Kawat keempat akan meningkatkan kapasitas dari 9 bit menjadi 16, dan yang kelima menjadi 25. Dan jika jarak antara kabel bisa hanya 12 nm, penskalaan tidak akan menyebabkan peningkatan volume dan konsumsi material yang signifikan.