Новая компьютерная память в 10 тыс. раз быстрее старой

Ученые из Университета Калифорнии и Наньянского технологического университета (Сингапур) создали компьютерную память, которая намного быстрее и долговечнее современной.

Прототип устройства изготовлен из феррита висмута и потребляет меньше энергии при намного большей скорости записи и чтения. Прототип чипа памяти представляет собой структуру с 16 элементами-ячейками, которые реагируют на свет. В обычной компьютерной памяти информация сохраняется в ячейках, которые содержат различные количества электрического заряда, таким образом определяется где «0», а где «1». Феррит висмута отличается тем, что может находиться в одном из двух состояний поляризации и почти мгновенно переключаться между этими состояниями под воздействием импульса света. То есть, новое устройство демонстрирует сегнетоэлектрические свойства.

Каждая ячейка из феррита висмута может иметь одно из двух состояний поляризации. При освещении ячейки ярким светом происходит фотоэлектрическая реакция, и по величине напряжения можно судить о том, какое именно состояние поляризации у ячейки

Сегнетоэлектрическая память считается очень перспективной, поскольку она отличается высоким быстродействием и низким энергопотреблением. Однако, данная технология пока не нашла широкого применения, в частности из-за того, что для надежного хранения информации приходится перезаписывать сегнетоэлектрическую память после каждого к ней обращения. В результате возникают проблемы со сроком службы.

Новое устройство лишено данного недостатка. Подача напряжения при записи создает поляризацию материала, впоследствии воздействие светового импульса вызывает фотоэлектрическую реакцию: генерируется ток, по напряжению которого можно определить состояние поляризации, т.е. «1» или «0». При этом напряжение легко считывается с помощью обычных электродов или транзисторов, а яркий световой импульс не меняет поляризацию материала. Таким образом, нет необходимости в перезаписи данных после каждого считывания.

Новое энергонезависимое запоминающее устрйоство работает намного быстрее всех современных чипов памяти: процесс чтения или записи занимает не более 10 наносекунд - это в 10 тыс. раз быстрее нынешней памяти. Более того, для записи/чтения новый чип требует напряжения всего 3 В, в то время как например флэш-память требует 15 В.

Пока единственным препятствием для массового внедрения нового типа памяти остается необходимость создания технологии высокоточного освещения каждой ячейки. Пока в лабораторных условиях освещается вся решетка чипа, но для чтения каждого отдельного бита это не годится. Инженерам придется разработать оптические элементы, которые позволят при операции чтения освещать каждую ячейку, и тогда на рынке появится энергоэффективная, надежная и быстродействующая память, которая так необходима современным электронным устройствам.