`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Идеальный размер для компьютерной памяти

+11
голос

Сверхточное моделирование технологии хранения данных, известной как проводящее мостовое запоминающее устройство с произвольным доступом (Conductive Bridging RAM, CBRAM), показывает ее оптимальную геометрию: изолятор толщиной примерно в десять атомов, расположенный между двумя электродами.

CBRAM может играть фундаментальную роль в памяти будущего, сохраняя данные энергонезависимым способом. Чтобы уменьшить размер и энергопотребление таких компонентов, необходимо четко понять их поведение на атомном уровне.

Матье Луисье (Mathieu Luisier), доцент в ETH Zurich, и его команда изучали этот тип памяти, который состоит из двух металлических электродов, разделенных изолятором. Исследователи разработали компьютерную модель CBRAM, которая состоит из приблизительно 4500 атомов и подчиняется законам квантовой механики. Это моделирование на атомной шкале позволяет точно описать интенсивность тока, генерируемого металлическим нановолокном, когда оно образуется и растворяется между электродами.

«Это огромный шаг вперед, - говорит Матье Луисье, который с 2011 по 2016 год был профессором Швейцарского национального научного фонда (SNSF) в ETH Zurich. - До настоящего времени существующие модели могли обрабатывать только около ста атомов». Новая модель точно воспроизводит электрический ток, а также энергию, рассеиваемую ячейкой, позволяя, в свою очередь, вычислять ее температуру. Исследователи могут наблюдать влияние изменений толщины изолятора и диаметра металлической нити. Результаты показывают, что локальное энергопотребление и теплота уменьшаются, если два электрода сдвигаются ближе друг к другу. Но только до определенной точки: в электродах, которые сдвигаются слишком близко, происходит квантовый туннельный эффект, а ток между ними уже не контролируется.

Исследования показывают, что в оптимальной геометрии CBRAM изолятор имеет толщину от 1,5 до 2 нанометров (около 10 атомов). Тем не менее, изготовление остается проблемой: машины, способные работать на таких расстояниях, используют метод литографии с термическим зондом, который в настоящее время плохо подходит для массового производства. «Сегодня типичный транзисторный канал типа CMOS измеряется примерно 20 нанометрами, что в десять раз толще, чем изоляторы CBRAM, которые мы исследовали», - говорит Луисье.

Чтобы просчитать свою модель с 4500 атомами, ученые получили доступ к третьему по величине компьютеру в мире - Piz Daint - который находится в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре (CSCS) в Лугано и может выполнять до 20 TFLOPS. В этом типе исследования требуется 230 современных графических карт; Piz Daint насчитывает их более 4000. Каждая карта имеет собственный процессор. «Даже при такой вычислительной мощности требуется около десяти часов для моделирования одной ячейки памяти и определения ее электрических характеристик», - говорит Луисье.

Идеальный размер для компьютерной памяти

Компьютерное моделирование ячейки CBRAM на атомном масштабе с приложенным напряжением 1 мВ: траектории электронов (синие и красные линии); атомы меди (серые); кремний и кислород (оранжевые)

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT