`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

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

 

Леонід Бараш

Небольшое, быстрое и энергоэффективное ЗУ

+22
голоса

Ученые разработали новое трехуровневое устройство памяти, основанное на твердых литий-ионных батареях. Предлагаемое устройство, которое имеет чрезвычайно низкое энергопотребление, может быть ключевым для разработки более энергоэффективных и более быстрых запоминающих устройств с произвольным доступом (RAM), которые распространены в современных компьютерах.

Практически все цифровые устройства, которые выполняют какой-либо вид обработки информации, требуют не только блока обработки, но и быстрой памяти, которая может временно хранить входные данные, промежуточные результаты и выходные данные выполненных операций. В компьютерах эта память называется динамической оперативной памятью или DRAM. Скорость DRAM очень важна и может оказать существенное влияние на общую производительность системы. Кроме того, снижение энергопотребления запоминающих устройств в последнее время стало острой темой для достижения высокоэффективных вычислений. Поэтому многие исследования были направлены на тестирование новых технологий памяти, чтобы превзойти производительность обычной DRAM.

Основным элементом в чипе памяти являются его ячейки памяти. Каждая ячейка обычно хранит один бит, принимая и удерживая одно из двух возможных значений напряжения, которые соответствуют сохраненному значению «0» или «1». Характеристики отдельной ячейки во многом определяют производительность всей микросхемы памяти. Простые и меньшие по размеру ячейки с высокой скоростью и низким энергопотреблением были бы идеальными, чтобы вывести высокоэффективные вычисления на новый уровень.

Исследовательская группа из Tokyo Tech во главе с проф. Таро Хитосуги (Taro Hitosugi) и студенткой Юки Ватанабе (Yuki Watanabe) недавно достигла нового рубежа в этой области. Эти исследователи, вдохновленные дизайном твердых литий-ионных батарей, ранее разработали новое устройство памяти. Оно состояло из пакета из трех твердых слоев, изготовленных из лития, фосфата лития и золота. Этот стек по сути представляет собой миниатюрную батарею малой емкости, которая выполняет функцию ячейки памяти; его можно быстро переключать между заряженным и разряженным состояниями, которые представляют два возможных значения бита. Однако золото соединяется с литием, образуя толстый слой сплава, что увеличивает количество энергии, необходимое для переключения из одного состояния в другое.

В своем последнем исследовании ученые создали аналогичную трехуровневую ячейку памяти с использованием никеля вместо золота. Они ожидали лучших результатов при использовании никеля, поскольку он не может легко образовывать сплавы с литием, что приведет к снижению энергопотребления при переключении. Устройство памяти, которое они создали, было намного лучше, чем предыдущее. На самом деле оно может содержать три разных состояния напряжения вместо двух, что означает, что это трехуровневое устройство памяти. «Эту систему можно рассматривать как тонкопленочную литиевую батарею чрезвычайно малой емкости с тремя состояниями заряда», - объясняет проф. Хитосуги. Это очень интересная функция, которая имеет потенциальные преимущества для трехзначных реализаций памяти, которые могут быть более эффективными по площади.

Исследователи также обнаружили, что никель образует очень тонкий слой оксида никеля между слоями никеля и фосфата лития, и этот оксидный слой необходим для переключения устройства с низким энергопотреблением. Оксидный слой намного тоньше, чем у сплавов золото-литий, которые сформировались в их предыдущем устройстве. Это означает, что новый элемент "мини-батарея" имеет очень низкую емкость и поэтому быстро и легко переключается между состояниями с помощью очень малых токов. «Чрезвычайно низкое энергопотребление является наиболее заметным преимуществом этого устройства», - отмечает проф. Хитосуги.

Повышенная скорость, низкое энергопотребление и меньший размер - все это востребованные функции в будущих устройствах памяти. Ячейка памяти, разработанная этой исследовательской группой, является очень многообещающим шагом на пути к более энергоэффективным и быстрым вычислениям.

Небольшое, быстрое и энергоэффективное ЗУ

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT