Yeni dirençli rastgele erişim belleği türü: daha hızlı ve daha fazla güç tasarrufu!
Kılavuz
Son zamanlarda, Purdue Üniversitesi, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü ve Theis Research Corporation'dan araştırmacılar, iki boyutlu molibden tellüridden yapılmış dirençli bir rastgele erişim belleği (RRAM) tasarlamak için işbirliği yaptı. Bu tür bir RRAM'nin yüksek hızlı ve güç tasarrufu sağlayan bir veri depolama yöntemi sağlaması beklenmektedir.
arka fon
Günümüzde, akıllı saatler, akıllı giysiler, akıllı evler vb. Gibi giderek daha fazla nesne "akıllı" hale geldi. Bununla birlikte, zekanın sürekli derinleşmesi ve Nesnelerin İnterneti'nin güçlü gelişimi, depolama teknolojisi için daha yüksek gereksinimler ortaya koymuştur ve büyük miktarlarda veriyi "düşük güç modunda" yüksek hızda depolamak ve elde etmek daha da gereklidir.
Bu nedenle yonga üreticileri, daha fazla nesneyi daha akıllı hale getirmek için daha iyi depolama teknolojisi arıyor. Yeni nesil depolama cihazlarının olasılıklarından biri "dirençli rastgele erişim belleği" veya kısaca "RRAM" dir. RRAM'de akım genellikle istiflenmiş malzemelerden oluşan bir bellek hücresinden geçerek değişime dirence neden olur ve "0" veya "1" verileri belleğe kaydedilir. Depolama biriminde "0" ve "1" serileri tarafından temsil edilen bilgi parçaları bir bilgisayar tarafından okunabilir, işlevleri yürütmek için kullanılabilir ve ardından bellekte depolanabilir.
RRAM belleği, diğer mevcut depolama teknolojilerinden daha hızlıdır ve daha fazla güç tasarrufu sağlar. Ek olarak, RRAM belleği, depolama aygıtları ile mantık aygıtları arasındaki iletişimi iyileştirmek için de kullanılabilir.
Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Stanford Üniversitesi ekibi, bellek ve mantık birimlerini katlar gibi dönüşümlü olarak üst üste yerleştiren ve iletişim için binlerce dikey nano bağlantı kullanan "üç boyutlu bir çip" geliştirdi. Bu, veri iletimi mesafesini kısaltır, veri iletimini daha hızlı hale getirir ve daha az güç kullanır. Bu yöntem, geleneksel iki boyutlu bilgisayar çipindeki mantık birimi ve depolama birimi arasındaki iletişim darboğazı sorununu etkili bir şekilde önler.
(Resim kaynağı: Stanford Üniversitesi)
(Resim kaynağı: Stanford Üniversitesi)
RRAM'ın pek çok avantajı var, neden RRAM bilgisayar çiplerinde büyük ölçekte kullanılmıyor? Önemli nedenlerden biri, malzemenin en az bir trilyon kez veri depolama ve elde etme talebini karşılayacak kadar "sağlam" olması gerekliliğidir, ancak şu anda kullanılan malzemelerin güvenilirliği çok düşüktür.
Yenilikçilik
Son zamanlarda, Molibden Ditelluride materyallerinde daha önce gözlenmeyen fonksiyonlar keşfedildi Milyonlarca bellek hücresinin, yüksek hızlı güç tasarrufu sağlayan veri depolama yöntemleri sağlayan ve yukarıdaki problemleri çözen hesaplama çiplerinin bir parçası olması bekleniyor.
Bu iki boyutlu malzeme, bir bellek hücresi oluşturmak için birden çok katman halinde istiflenir. Purdue Üniversitesi, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) ve Theiss Research Inc (Theiss Research Inc) araştırmacıları bu cihazı tasarlamak için işbirliği yaptı. Araştırma sonuçları, önceden çevrimiçi olarak yayınlanan Nature Materials dergisinde yayınlandı. Purdue Üniversitesi'nin Teknoloji Ticarileştirme Ofisi, bu teknoloji için iki ABD patenti başvurusunda bulundu.
(Resim kaynağı: Purdue Üniversitesi)
teknoloji
Purdue Üniversitesi'nde elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü ve Birck Nanoteknoloji Merkezi nanoelektronik teknolojisi direktörü Joerg Appenzeller, "Bu malzemeyi kullanarak sistemin yorgunluğunu kontrol etmedik, ancak diğer çözümlerden daha hızlı ve daha güvenilir olmayı umuyoruz. Çünkü benzersiz bir anahtarlama mekanizmasına sahip olduğunu gözlemledik. "
Dikey TMD tabanlı cihaz özellikleri (resim kaynağı: referans [2])
Aşağıdaki şekil gösterir: RRAM'ın 2H-MoTe2- ve 2H-Mo1 xWxTe2- temelli performansı ve sacın kalınlığına göre ayarlanan voltaj.
(Resim kaynağı: referans [2])
C-AFM ve STEM ölçümü ve analizi (resim kaynağı: referans [2])
Molibden tellür, sistemin "0" ve "1" arasında daha hızlı geçiş yapmasını sağlar, bu da bilginin depolanmasını ve elde edilmesini hızlandırması beklenir. Bunun nedeni, bellek hücresine bir elektrik alanı uygulandığında, atomun konumunun hafifçe hareket ettirilerek "0" olarak işaretlenmiş yüksek direnç durumuna veya "1" olarak işaretlenmiş düşük direnç durumuna neden olmasıdır. Bu hız, geleneksel RRAM cihazlarındaki anahtarlama hızından çok daha yüksektir.
Bir bilgisayar çipinde, her bir depolama birimi, "çapraz nokta RRAM" adı verilen bir depolama dizisi oluşturan tellerin kesişme noktasında bulunur.
değer
Appenzeller, "Bu direnç değişiklikleri daha düşük güç tüketimi gerektirdiğinden pil daha uzun süre dayanabilir." Dedi.
Appenzeller'in laboratuvarı, bilgisayar çiplerinin diğer önemli bileşenlerini de içeren yığınlanmış bellek hücreleri oluşturmaya çalışmak için NIST'te üretilen yeni bir elektronik malzeme kitaplığını kullanıyor: "mantık cihazları" (verileri işlemek için kullanılır) ve "ara bağlantılar" Tel "(elektrik sinyallerini iletmek için kullanılır),
Appenzeller şunları söyledi: "Mantık aygıtları ve ara bağlantılar da pil gücünü tüketir, bu nedenle eksiksiz bir iki boyutlu mimarinin avantajı, daha küçük bir alanda daha fazla işlev ve depolama ile mantık aygıtları arasında daha iyi iletişim getirmesidir. . "
Anahtar kelime
İki boyutlu malzemeler, depolama teknolojisi, dirençli değişken hafıza
Referans
[1] https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2018/Q4/data-use-draining-your-battery-tiny-device-to-speed-up-memory- while-also-saving-power .html
2 Feng Zhang, Huairuo Zhang, Sergiy Krylyuk, Cory A. Milligan, Yuqi Zhu, Dmitry Y. Zemlyanov, Leonid A. Bendersky, Benjamin P. Burton, Albert V. Davydov, Joerg Appenzeller. Dikey MoTe2- ve Mo1 xWxTe2 tabanlı dirençli belleklerde elektrik alan kaynaklı yapısal geçiş . Doğa Malzemeleri, 2018; 18 (1): 55 DOI: 10.1038 / s41563-018-0234-y
