Univerzalna memorija obećava da će zameniti i RAM i fleš memoriju u računarima kao bolja, brža i energetski efikasnija alternativa — a istraživači su upravo pomerili ovaj korak bliže stvarnosti.
Univerzalna računarska memorija koja je i super-brza i energetski efikasna je korak bliže stvarnosti nakon što su naučnici izgradili „ekstremno“ stabilan prototip koristeći potpuno novi materijal.
Univerzalna memorija je jeftinija i manje intenzivnija
Novi materijal, nazvan „GST467“, koji sadrži germanijum, antimon i terbijum, korišćen je kao jedan ponavljajući sloj u strukturi naslaganih slojeva, poznatoj kao super-rešetka, i mogao bi da otvori put univerzalnoj memoriji koja može zameniti i kratkotrajno i dugotrajno skladištenje.
Takođe može biti brži, jeftiniji i manje intenzivan, rekli su naučnici u studiji objavljenoj 22. januara u časopisu „Nature“. Računari danas koriste kratkoročnu memoriju, kao što je memorija sa slučajnim pristupom (RAM) i dugoročna fleš memorija — kao što su SSD ili čvrsti diskovi — u različite svrhe.
RAM je brz, ali mu je potrebna značajna količina fizičkog prostora i konstantno napajanje, što znači da njegovi podaci nestaju kada se računar isključi. Fleš memorija, s druge strane, zadržava podatke bez potrebe za napajanjem i mnogo je gušća, ali je sporija od RAM-a u prenosu svojih uskladištenih podataka u procesor.
Univerzalna memorija kombinuje brzinu RAM-a i dugoročnost SSD-a
Nekoliko tehničkih prepreka ostaje pred komercijalno održivom univerzalnom memorijom koja kombinuje brzinu RAM-a i dugoročnu memoriju fleš memorije.
Novi prototip je oblik memorije za promenu faze (PCM) koja stvara jedinice i nule računarskih podataka kada se prebacuje između stanja visokog i niskog otpora na materijalu nalik staklu, navodi se u studiji. Kada se materijal u PCM-u kristalizuje – predstavlja „jedan“ – on oslobađa veliku količinu energije i ima mali otpor.
Ima visoku otpornost i apsorbuje istu količinu energije kada se topi – predstavlja „nulu“.
Novi prototip je oblik memorije za promenu faze (PCM) koja stvara jedinice i nule računarskih podataka kada se prebacuje između stanja visokog i niskog otpora na materijalu nalik staklu, navodi se u studiji. Kada se materijal u PCM-u kristalizuje – predstavlja „jedan“ – on oslobađa veliku količinu energije i ima mali otpor.
Ima visoku otpornost i apsorbuje istu količinu energije kada se topi – predstavlja „nulu“.
Prvi u svetu grafenski poluprovodnik mogao bi da napaja buduće kvantne računare. Prema istraživačima, GST467 je idealan kandidat za upotrebu u PCM-u jer nudi višu kristalizaciju i niže temperature topljenja od drugih alternativa, koje su takođe napravljene od antimona, terbijuma i germanijuma, ali u različitim odnosima i kristalnim strukturama.
U novoj studiji, tim je dizajnirao i testirao stotine radnih memorijskih uređaja različitih veličina koji su uključivali GST467 kao jedan sloj u gomilu složenih slojeva različite kompozicije. Zatim su izvršili opsežna električna merenja i „benchmarking“ testove kako bi videli kako se materijal ponaša.
Postiže veliku brzinu, a troši malo energije
Istraživači su otkrili da su memorijski uređaji GST467 postizali velike brzine dok su trošili vrlo malo energije – sa toplotom ograničenom na materijal. Takođe su izvestili da teoretski može da zadrži podatke više od 10 godina – čak i na temperaturama iznad 248 stepeni Farenhajta (120 stepeni Celzijusa).
Ovo „nadilazi fundamentalni kompromis za PCM tehnologiju“ i dovodi do „superiornih performansi uređaja“, rekli su naučnici. Materijal ne poboljšava samo jednu metriku, kao što su izdržljivost ili brzina, već i nekoliko metrika istovremeno, dodali su. Takođe su je opisali kao „najrealističniju i najprikladniju stvar za industriju koju smo napravili“, rekavši da je to ključni korak ka univerzalnom sećanju.
Nova studija prikazuje potencijalni pristup univerzalnom pamćenju pretenduje da promeni tok industrije. Jedan od najboljih alternativnih kandidata za univerzalnu memoriju je UltraRAM — tehnologija zasnovana na istraživačkom projektu koji je nastao sa Univerziteta Lankaster u Velikoj Britaniji.
Ovaj pristup koristi drugačiji mehanizam za zadržavanje informacija: za razliku od fleša i RAM-a, koji su zasnovani na silikonu, UltraRAM koristi poluprovodnike napravljene od elemenata iz grupe III i V u periodnom sistemu elemenata.
Novi uređaj bi mogao biti bolji kandidat jer UltraRAM zahteva 2,5 volti za rad, u odnosu na 0,7 volti koji je potreban novom prototipu, rekao je koautor Asir Kan, doktorand na Stenfordu, za „Live Science“.
UltraRAM takođe koristi toksično jedinjenje — indijum arsenid. Iako je UltraRAM mnogo bliži komercijalizaciji, autori nove studije tvrde da bi njihov novi prototip bilo lakše ugraditi u postojeće metode proizvodnje poluprovodnika. To je zbog relativno niskih temperatura potrebnih za stvaranje radnog uređaja.
„Ključni sledeći korak je da pridobijemo partnere iz industrije da nam pomognu da ovo povećamo na isplativ način“, rekao je koautor studije Erik Poup, profesor elektrotehnike na Univerzitetu Stenford, za „Live Science“. „To je jedini način na koji se može uključiti u potrošačke uređaje — ako se može proizvesti po dovoljno niskoj ceni.
