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Nanotechnologie pour la Mémoire Universelle

Par Volonté Soutter

Sujets Couverts

Introduction
    Technologies de Stockage Actuelles
    Mémoire Universelle
RAM de Nanotube de Carbone (RAM de CNT)
RAM de Modification de Phase (PCRAM)
RAM Magnétorésistante (MRAM)
RAM de Point de Quantum (RAM de DISTANCE DE SÉCURITÉ)
Conclusions
Références

Introduction

La Mémoire est essentielle à tous les dispositifs informatiques, les deux pour la conservation à long terme des données, et pour l'entreposage à court terme tandis que l'information est traitée.

Actuel, différentes technologies sont utilisées pour différents types de mémoire, car les propriétés de chaque type de mémoire sont tout à fait restrictives.

Technologies de Stockage Actuelles

SRAM (Mémoire À Accès Sélectif Statique) est principalement utilisé dans calculer inclus de haute performance, et dans la mémoire cache pour des compilateurs et des disques durs, où sa consommation d'énergie à grande vitesse et faible est utile. Il est très coûteux, cependant, et a un densité très faible comparé à d'autres formes de mémoire.

La MÉMOIRE VIVE DYNAMIQUE (Mémoire Vive Dynamique) est également tout à fait rapide, et beaucoup plus dense et meilleur marché que le SRAM, lui effectuant le choix actuel pour les berges de mémoire centrale dans des ordinateurs, faisant la navette l'information entre les lecteurs de mémoire et le compilateur.

La Mémoire flash est utilisée où la mémoire permanente est exigée - la MÉMOIRE VIVE DYNAMIQUE exige l'alimentation électrique de mettre à jour l'arrangement de 1s et de 0s sur la puce, mais un Lecteur flash est non-volatile, et ainsi enregistrera des données indéfiniment avec ou sans l'alimentation électrique. Il est relativement bon marché et à haute densité, mais n'est pas assez rapide pour des applications de RAM. Les propriétés qui maintiennent les données enregistrées sur une gamme de produits instantanée de puce pendant jusqu'à 10 années signifie également qu'un grand nombre d'énergie est exigée pour écrire à la puce, ralentissant le procédé. Les données d'Écriture endommagent également la puce instantanée, limitant sa vie utile.

Le Schéma 1. RAM, ou la Mémoire À Accès Sélectif, vient dans un bon nombre de différentes formes. La MÉMOIRE VIVE DYNAMIQUE, décrite, est trop lente pour des applications de haute performance, et ne peut pas enregistrer des données sans source de puissance constante. Elle est employée dans des ordinateurs pour faire la navette des données entre le disque dur et le cache de compilateur.

 

Mémoire Universelle

Les constructeurs de Semi-conducteur concurrencent maintenant pour produire les technologies « de mémoire universelle », qui combinent les avantages de chacune de ces technologies. L'objectif principal est mémoire avec la vitesse d'accès du SRAM, mais avec la non volatilité du Flash. Il y a plusieurs candidats potentiels, explorés plus en détail ci-dessous, qui sont susceptibles de devenir commercialement compétitifs avec des technologies actuelles dans les cinq à dix années à venir.

Un Autre gestionnaire pour développer ces technologies neuves est de suivre l'étape progressive exponentielle de la Loi de Moore. La taille de caractéristique technique dans des circuits intégrés silicium-basés a divisé en deux rugueux tous les deux ans depuis les années 1960, mais les limites matérielles à cette étape progressive sont dans la vue. Plusieurs des technologies de stockage universelles qui sont explorées ont la capacité à réduire au delà des limites des circuits du silicium CMOS.

RAM de Nanotube de Carbone (RAM de CNT)

Les nanotubes de Carbone (CNTs) ont le potentiel grand comme base pour des puces mémoire. leur dimensionnalité de petite taille et seule tient compte des interactions entre leurs dispositifs de stockage de données électriques et mécaniques de propriétés qui peuvent être employées pour concevoir rapidement, denses, et non-volatiles.

Tandis Que beaucoup de designs CNT-basés de mémoire ont été proposés, la difficulté en produisant les nanotubes de la pureté et de la qualité suffisantes, et avec intégrer les nanomaterials avec des techniques actuelles de fabrication de semi-conducteur, a évité leur adoption répandue.

Le Schéma 2. Nanotubes de Carbone ont de seules propriétés électroniques qui pourraient être employées pour rendre les puces mémoire très efficaces, rapides, non-volative. Cependant, il y a beaucoup de défis en portant la technologie pour lancer sur le marché - principalement fabriquant les nanotubes dans le haut assez de puretés.

RAM de Modification de Phase (PCRAM)

En 2011, IBM a expliqué une découverte dans la RAM de Modification de Phase (PCRAM), qui a été à l'étude comme technologie de stockage universelle potentielle pendant quelque temps. Il y aura sans doute toujours des difficultés en traduisant la technologie à un procédé de grande puissance de fabrication, mais les propriétés sont très prometteuses. en Juin 2012, IBM a annoncé une affaire avec la SK Hynix pour prendre la commercialisation de cette technologie davantage.

La mémoire de Modification de Phase est basée sur un matériau spécial qui a deux phases possibles - cristallines et amorphes - et peut être commuté entre les deux phases utilisant un pouls électrique court. La vitesse d'inscription est environ 100 fois plus rapidement la mémoire flash qu'actuellement disponible, bien que des fonctionnements supplémentaires soient exigés pour vérifier écrivent des erreurs et les rectifient pour le chassoir.

RAM Magnétorésistante (MRAM)

La technologie Magnétorésistante est une technologie mature, qui est derrière les disques durs à haute densité modernes. Il y a eu un lecteur de recherche récente pour adapter cette technologie à une vitesse plus élevée, mémoire semi-conductrice non-volatile. Le défi principal à ceci est de produire un grand, à haute densité choix de jonctions magnétiques de tunnel, qui sont employées pour écrire à la couche de mémoire. Les Disques durs contiennent juste un de ces derniers, attendu qu'une puce de MRAM aurait besoin d'un pour chaque bit d'information stockée.

Puisqu'elle basée sur une technologie réputée, MRAM est dirigée avec chaleur en tant que candidat pour la première mémoire d'universel de message publicitaire. Des Compagnies telles que Samsung, le Toshiba, l'IBM, le Hitachi et le Motorola tous sont concernés dans le développement de MRAM.

RAM de Point de Quantum (RAM de DISTANCE DE SÉCURITÉ)

La RAM de Point de Quantum utilise 3nm-wide les endroits du matériau de semiconduictor, points appelés de tranche de temps, encastrés dans une couche d'isolant et couverts de film métallique. Cette structure forme un alignement de transistors, qui sont employés pour enregistrer des données en changeant la condition de chaque point de tranche de temps utilisant un pouls de laser de milliseconde.

Cette technologie est hautement prometteuse, car il peut réaliser la lecture/écriture accélère aux hundres des types qu'existants de périodes plus rapidement de mémoire, et est également passablement facile d'intégrer dans des processus de fabrication existants, pendant que les puces peuvent encore être construites du silicium. Il y aura des défis dans l'évaluation vers le haut du procédé, mais pas jusqu'au même degré qu'avec mettre en application un matériau totalement neuf comme des nanotubes de carbone.

Le Schéma 3. points de Quantum sont les cristaux minuscules contenant juste quelques cents atomes. La Mémoire basée sur des points de tranche de temps a pu réaliser des densités beaucoup plus élevées de mémoire que des technologies existantes, et aurait une vie énormément plus longue.

Conclusions

Les défis principaux à toutes ces technologies est de les obtenir à un stade où ils peuvent être fabriqués abordable, préférable utilisant le matériel exisiting d'une façon minimum adapté. Ils doivent également concurrencer la mémoire flash sur la densité d'enregistrement des prix, de vitesse et de données. Pendant les cinq à dix années elle pourrait prendre pour obtenir ces technologies neuves pour lancer sur le marché, le flash également aura avancé considérablement, ainsi les conditions réelles pour n'importe quelle technologie neuve de remontage sont très élevées.

Cliquez ici pour plus sur des technologies de stockage sur AZoNano.

Références

Date Added: Jul 30, 2012 | Updated: Sep 23, 2013

Last Update: 23. September 2013 12:31

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