Ερευνητές του Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) στη Νότια Κορέα ανέπτυξαν έναν νέο τύπο μνήμης αλλαγής φάσης που δεν υπόκειται στις αδυναμίες των προηγούμενων εκδόσεων.
Η μνήμη αλλαγής φάσης, ή εν συντομία PCM, λειτουργεί με την εναλλαγή μεταξύ δύο φυσικών καταστάσεων: κρυσταλλική (με χαμηλή αντίσταση) και άμορφη (με υψηλή αντίσταση). Σκεφτείτε την ως ένα βέλτιστο μείγμα DRAM και NAND flash.
Η DRAM είναι ταχύτατη αλλά πτητική, δηλαδή τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε αυτήν εξαφανίζονται όταν διακόπτεται η παροχή ρεύματος (όπως όταν απενεργοποιείτε τον υπολογιστή σας). Η μνήμη NAND flash, όπως αυτή που χρησιμοποιείται στους SSD, μπορεί να διατηρήσει τα δεδομένα ακόμη και όταν διακόπτεται η τροφοδοσία, αλλά είναι σημαντικά πιο αργή από την DRAM.
Η μνήμη αλλαγής φάσης είναι και γρήγορη και μη πτητική, αλλά παραδοσιακά ήταν πολύ ακριβή στην κατασκευή της και είναι ενεργοβόρα, καθώς απαιτείται θερμότητα για να λιώσει το υλικό αλλαγής φάσης σε άμορφη κατάσταση, γεγονός που εμποδίζει την ενεργειακή απόδοση.
Οι προηγούμενες προσπάθειες για την αντιμετώπιση της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας επικεντρώθηκαν στη μείωση του φυσικού μεγέθους μιας ολόκληρης διάταξης μέσω τεχνικών λιθογραφίας αιχμής. Οι βελτιώσεις ήταν πλασματικές, ενώ το αυξημένο κόστος και η πολυπλοκότητα που συνεπάγεται η κατασκευή σε μικρότερη τεχνολογία δεν ήταν δικαιολογημένες.
Το νέο νανοϊνίδιο με δυνατότητα αλλαγής φάσης
Ο καθηγητής Shinhyun Choi και η ομάδα του επινόησαν μια μέθοδο για τη συρρίκνωση μόνο των συστατικών που εμπλέκονται άμεσα στη διαδικασία αλλαγής φάσης, ώστε να δημιουργήσουν ένα νανοϊνίδιο με δυνατότητα αλλαγής φάσης.
Η νέα προσέγγιση μείωσε την κατανάλωση ενέργειας κατά 15 φορές σε σύγκριση με την παραδοσιακή μνήμη αλλαγής φάσης που κατασκευάζεται με τη χρήση ακριβών εργαλείων λιθογραφίας και είναι επίσης πολύ λιγότερο δαπανηρή στην κατασκευή.
Η νέα μνήμη αλλαγής φάσης διατηρεί πολλά χαρακτηριστικά της παραδοσιακής μνήμης, όπως γρήγορη ταχύτητα, μεγάλη αναλογία ενεργοποίησης/απενεργοποίησης, μικρές διακυμάνσεις και ιδιότητες μνήμης πολλαπλών επιπέδων.
Ο Choi δήλωσε ότι αναμένουν ότι τα αποτελέσματα της μελέτης τους θα αποτελέσουν τη βάση της μελλοντικής ηλεκτρονικής μηχανικής και θα μπορούσαν να ωφελήσουν εφαρμογές όπως η τρισδιάστατη κάθετη μνήμη υψηλής πυκνότητας, τα νευρομορφικά υπολογιστικά συστήματα, οι επεξεργαστές και τα υπολογιστικά συστήματα στη μνήμη.