Eu estava interessado em
um artigo sobre a Intel com a tecnologia 3D XPoint da Aisergeev. O artigo afirma que essa é uma tecnologia de armazenamento de informações que não tem medo de vazamento de elétrons, geralmente chamada de memória não volátil. É ótimo que essas tecnologias entrem em nossas vidas. Atualmente, entre os dispositivos de armazenamento não volátil de estado sólido, usb flash e ssd são os mais difundidos. Mas eles têm desvantagens na forma desse vazamento de elétrons, que por sua vez impõe restrições ao período de armazenamento de informações. Obviamente, a Intel lançou um tipo de memória fundamentalmente diferente, já que o registro não depende de vazamento de elétrons.
Eu estava muito interessado em saber exatamente como a Intel criou sua memória. Eu pesquisei na net e quero compartilhar com você as opções possíveis para esta tecnologia.
Um dos primeiros tipos de memória digital usados sem vazamento é a memória agora obsoleta em domínios magnéticos -
“Memória em núcleos magnéticos” .
Essa tecnologia passa por muitos ramos e transformações. Os mais mencionados são o
MRAM e o
STTRAM , que também está sendo desenvolvido pela
MELRAM, mas essa tecnologia está sendo desenvolvida em um círculo mais restrito e puramente científico (aparentemente ainda não recebeu comercialização).
A memória magnetoresistiva de acesso aleatório direto
MRAM (memória de acesso aleatório magnetoresistivo) usa o efeito mecânico quântico da
magnetorresistência de
túnel , consiste em uma célula com dois ferromagnetos separados por um isolador com cerca de 1 nm de espessura, um transistor que lê o estado (condutividade) dessa célula e vários tipos de registro de estado dessa célula. A gravação é feita por indução eletromagnética.
Essa tecnologia é muito exigente no tamanho da célula, pois o campo eletromagnético produzido por dois condutores é bastante grande e, com tamanhos de célula pequenos, se sobrepõe às células vizinhas.
STTRAM - memória de acesso aleatório magnético com um torque (
STTRAM - memória de acesso aleatório com torque de transferência de rotação) é o mesmo (
STT-MRAM - memória de acesso aleatório magnético de torque de transferência de rotação).
A tecnologia dessa memória é baseada na
eletrônica de rotação . As células de memória são ferromagnetos semicondutores que alteram sua condutividade dos elétrons polarizados por rotação ligados a eles. A camada superior de um ferro-ímã altera sua polaridade a partir de uma corrente polarizada, a segunda camada é uma barreira que altera sua resistência à corrente elétrica, dependendo do campo magnético circundante; a camada inferior é um ímã permanente. Quando a diretividade dos campos magnéticos coincide, a resistência da barreira diminui e vice-versa aumenta se as direções dos campos diferirem. Talvez esta seja uma explicação cientificamente popular de um ferro-ímã semicondutor, talvez, pelo contrário, não haja informações suficientes.
A leitura do estado é realizada medindo a resistência à corrente que flui, a gravação é feita aplicando uma corrente polarizada por rotação. As amostras funcionais têm uma velocidade de leitura / gravação de 20 ns e são feitas usando a tecnologia 90 nm. A menor velocidade de leitura / gravação alcançada é de 2 ns. Corrente de gravação inferior a 200 nA. A resistência celular no estado "0" 2 kOhm, no estado "1" 4 kOhm. A tecnologia permite a construção de várias camadas. A estabilidade teórica de leitura / gravação de mais de 10 ao 15º grau, praticamente alcançou 10 ao 13º grau.
A corrente necessária para a gravação é mais do que uma ordem de magnitude menor que a exigida no MRAM.
As primeiras patentes e células de trabalho foram produzidas e registradas pela Grandis em 2002-2009, o trabalho da célula juntamente com o tunelamento magnético em 2004, portanto, não é esperada ampla distribuição antes de 2024. Mas desde que a empresa foi adquirida pela Samsung, juntamente com as patentes, a Samsung pode ser a primeira a lançar esse tipo de memória à venda.
Essa memória é universal no futuro e poderá substituir a RAM e o flash atuais. Não há dados sobre estabilidade da temperatura, IMHO ~ -200 a +300 graus.
Ameaça A Spintronics é muito promissora em outras áreas.
As células
MELRAM desta memória
magnetoelétrica estão dispostas da seguinte forma: a primeira parte consiste em um substrato piezoelétrico, a segunda parte de um material magnetoelástico em camadas.
A primeira parte piezoelétrica tem a capacidade de deformar se a tensão é aplicada a elas e a tensão é gerada se forem deformadas, a segunda parte é magnetoelástica e altera muito sua magnetização durante a deformação. Em condições de trabalho, quando uma tensão é aplicada à primeira parte, o piezoelétrico é deformado e atua na segunda parte, o material magnetoelástico altera a magnetização para um estado perpendicular, registrando assim. A leitura nesta célula pode ser feita em ordem inversa. O MIPT está sendo desenvolvido em conjunto com o IRE em homenagem a V. A. Kotelnikov RAS e o International Associated Laboratory LIA LICS.
A seguir, consideraremos dois tipos de memória completamente diferentes que não usam campos magnéticos de forma alguma.
Memória de acesso aleatório resistivo (
RRAM - memória de acesso aleatório resistivo), ReRAM. A RRAM utiliza o efeito da capacidade dos dielétricos de se tornarem condutores sob a influência de alta tensão elétrica, eles são divididos de acordo com o tipo de ação no dielétrico e com o tamanho e a localização das regiões de condução criadas. De acordo com o tipo de influência, há comutação bipolar quando uma polaridade é necessária para ser aplicada ao dielétrico para alternar para alta resistência e outra para baixa e unipolar quando são utilizados níveis de tensão diferentes para alternar o estado do dielétrico. As regiões de condução podem estar na forma de filamentos separados, e nem todos serão condutores, ou na forma de grandes zonas que se tornam condutores, e os filamentos e zonas podem estar localizados em toda a superfície do dielétrico ou apenas perto dos eletrodos.
As células de memória podem ser conectadas diretamente ou através de seletores na forma de diodos ou transistores. Ao montar células diretamente, devido à diferente condutividade de células individuais, é muito difícil avaliar corretamente o estado de uma célula específica. Nesse sentido, um diodo é conectado a cada célula, isso minimiza o vazamento de elétrons, mas não completamente, e você também pode ligar cada célula através de um transistor, isso aumentará a velocidade e a precisão. ler uma célula, mas complicará bastante a estrutura; quando conectado apenas por diodos, é possível criar estruturas 3D multidimensionais. Essa tecnologia é bastante jovem e está sendo desenvolvida por quase todos os principais fabricantes de dispositivos de memória.
PCM - memória de mudança de fase (a mesma PCM, PCRAM, memória unificada ovônica, RAM de calcogeneto e C-RAM) trabalhando com base na transição de fase de uma substância.
O meio de trabalho das células desse tipo de memória é o
calcogeneto ; seria mais correto chamar essa substância mais especificamente - telureto. Telluride, o que exatamente os pesquisadores usam não é conhecido; o wiki fala sobre germânio e antimônio; só podemos assumir que outros metais de terras raras, como o bismuto e o berílio, são usados. Em diferentes estados de fase, essa substância conduz a corrente de maneira diferente, sendo amorfa sua resistência é alta; no estado cristalino, a resistência é baixa e conduz facilmente a corrente. Atualmente, 4 estados estáveis foram obtidos a partir dessa substância, de cristalino a amorfo, com dois estados de transição adicionais; por esse motivo, a densidade de armazenamento de informações aumenta significativamente. Inicialmente, em 1969, uma velocidade de comutação de 100 ns foi obtida do material e em 2006 eles atingiram 5 ns. Em 2006, devido à resistência à radiação, as primeiras amostras comerciais começaram a ser utilizadas no espaço. Muitos satélites têm órbitas estáveis dentro das correias Van Allen, e a resistência à radiação é muito crítica para eles.
Porém, as células PCM mudam espontaneamente do aquecimento - elas têm medo de altas temperaturas e, a baixas temperaturas, devem mudar muito mais devagar ou até quebrar. O que requer a criação de sua composição específica de telureto para temperaturas específicas ou de condições de operação estáveis à temperatura da célula.
Mas voltando à Intel, a Intel usa
PCM . Mas por que exatamente essa tecnologia? Ele desenvolveu essa tecnologia e recebeu a primeira patente,
Stanford Ovshinsky , e geralmente desenvolveu um grande número de tecnologias modernas usadas por nós.
Na edição de setembro de 1970 da Electronics, Gordon Moore - um dos fundadores da Intel - publicou um artigo sobre PCM. Seu interesse pessoal levou ao desenvolvimento da Intel nessa direção. Desde então, os prazos para todas as patentes primárias nesse campo passaram e, agora, após quase 30 anos, outras organizações comerciais participam do desenvolvimento e aprimoramento dessa tecnologia.
Optane é um derivado dos captans latinos (agarrar, agarrar). Condições operacionais de temperatura no manual do usuário do Intel Optane:
Operação: 0 a 70 C
Fora de operação: -10 a 85 ° C
Vale a pena aquecer cerca de 30 graus acima do máximo permitido e as informações não se tornarão, parece compreensíveis, mas por que o limite de armazenamento mais baixo é de -10 graus? Talvez a célula seja simplesmente destruída como um pote de vidro de água no frio.
O PCM só pode ser usado em equipamentos estacionários constantemente aquecidos e com resfriamento adequado. Na minha opinião, esta é uma maneira inaceitável de armazenar informações para laptops e outros equipamentos móveis. Nosso inverno congelar um laptop ou telefone abaixo de -10 graus é fácil e simples.