İdeal bilgisayar belleği boyutu
Kılavuz
Bilgisayar depolama teknolojisi alanında, İsviçreli bilim adamlarının iletken köprülü rastgele erişim belleğinin (CBRAM) ultra hassas simülasyonu en iyi geometrisini göstermektedir: yaklaşık 10 atom kalınlığında bir yalıtkan, iki elektrot arasına bir sandviç gibi sıkıştırılmıştır. .
arka fon
Gelecekte, CBRAM (İletken Köprü Rasgele Erişim Belleği) uçucu olmayan bellek alanında temel bir rol oynayacaktır. CBRAM, çeşitli yerleşik pazarlar ve bağımsız bellek pazarları için özelleştirilebilen düşük güçlü, CMOS uyumlu bir bellektir. Ancak benzer bileşenlerin boyutunu ve güç tüketimini azaltmak için bilim adamlarının CBRAM'ın atomik düzeydeki davranışını doğru bir şekilde anlamaları gerekir.
Yenilikçilik
Zürih'teki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü'nde (ETH Zürih) doçent olan Mathieu Luisier ve ekibi, bir yalıtkanla ayrılmış iki metal elektrottan oluşan bu tür bir bellek geliştirdi. Araştırmacılar, 4,500 atomdan oluşan ve mikroskobik dünyadaki kuantum mekaniğinin ilkelerini takip eden bir CBRAM bilgisayar modeli geliştirdiler. Metal nanofiber filamentler elektrotlar arasında oluşup çözülürken, bu atom düzeyinde simülasyon, metal nano fiber filamentler tarafından üretilen akım yoğunluğunu doğru bir şekilde tanımlayabilir.
(Fotoğraf kredisi: Mathieu Luisier / ETH Zurich)
Aralık 2017'de, bu araştırmanın sonuçları ABD, San Francisco'daki IEDM konferansında yayınlanacak.
teknoloji
Zürih İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü'nden Profesör Mathieu Luisier, bunun çok büyük bir gelişme olduğunu söyledi. Şimdiye kadar, mevcut model sadece neredeyse yüz atomu kontrol edebiliyor. Bu yeni model, hafızadaki akımı ve enerji dağılımını doğru bir şekilde yeniden üreterek sıcaklığını hesaplar. Araştırmacılar, izolatör kalınlığı ve metal fiber çapındaki değişikliklerin etkisini gözlemleyebildiler. İki elektrot birbirine yaklaştırıldığında, yerel güç tüketimi ve ısı azalır. Ancak bir dereceye kadar çok yakın olan elektrotlar kuantum tünelleme etkisinden etkilenecek ve aralarındaki akım artık kontrol edilmeyecek.
(Resim kaynağı: referans [2])
(Resim kaynağı: referans [2])
(Resim kaynağı: referans [2])
Bu çalışma, optimize edilmiş CBRAM geometrisinde yalıtkanın yalnızca 1.5 ila 2 nanometre (10 atom) kalınlığında olduğunu göstermektedir. Üretim süreci hala önemli bir zorluktur, ancak makine böyle bir boyuta ulaşabilir, termal prob litografi teknolojisini kullanır, ancak yine de seri üretime uygun değildir. Luisier, bugün tipik bir CMOS transistör kanalının, inceledikleri CBRAM yalıtkanından 10 kat daha kalın olan yaklaşık 20 nanometre olduğunu söyledi. Bu nedenle, önümüzdeki on yıl içinde Moore Yasasının, fiyat değişmeden kaldığında, bir entegre devre üzerinde barındırılabilecek bileşen sayısının her 18-24 ayda bir iki katına çıkacağını ve performansın da ikiye katlanacağını öngördüğü söylenebilir. Bileşenlerin boyutunun daha küçük olacağı anlamına gelir) ciddi zorluklar olacaktır.
4500 atom modelini gerçekleştirmek için araştırmacılar, Lugano'daki İsviçre Ulusal Süper Hesaplama Merkezi'nde dünyanın en güçlü üçüncü bilgisayarı olan Piz Daint tarafından desteklendi. Saniyede 200 milyon milyar işlem gerçekleştirebilir. Araştırma, en gelişmiş teknolojiyi kullanan 230 grafik kartı gerektiriyor; Piz Daint, 4.000 ekran kartına sahip. Her kartın kendi CPU'su vardır. Luisier, bu güçlü hesaplama işleviyle bile, bir hafızayı simüle etmenin ve elektriksel özellikleri belirlemenin yaklaşık 10 saat sürdüğünü söyledi.
değer
Kuşkusuz, bu araştırma bellek alanındaki teknik araştırmalardaki en son gelişmeyi temsil ediyor.CBRAM'ın atomik düzeydeki davranışını doğru bir şekilde anlayarak, bilim insanlarının CBRAM bileşenlerinin boyutunu daha da azaltmalarına ve gelecekte güç tüketimini azaltmalarına yardımcı olacaktır.
Anahtar kelime
Depolama, yarı iletken
Referans
[1]
[2] F. Ducry ve ark .: CBRAM Hücrelerinin Ab-initio Modellemesi: Balistik'ten
Elektro-Termal Etkilere Taşıma Özellikleri. 2017 IEDM Konferansı Bildirileri. Https://iis-people.ee.ethz.ch/~mluisier/iedm_abstract_ducry.pdf
Daha ileri teknolojiler ve yenilikçi ürünler için lütfen WeChat herkese açık hesabını takip edin: IntelligentThings veya yazarın kişisel WeChat ile iletişime geçin: JohnZh1984
