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Nanotecnologia para a Memória Universal

Pela Vontade Soutter

Assuntos Cobertos

Introdução
    Tecnologias de Memória Actuais
    Memória Universal
Carbono Nanotube RAM (CNT RAM)
Mudança de Fase RAM (PCRAM)
RAM Magnetoresistive (MRAM)
Ponto RAM do Quantum (QD RAM)
Conclusões
Referências

Introdução

A Memória é crucial a todos os dispositivos de computação, ambos para o armazenamento a longo prazo dos dados, e para o armazenamento a curto prazo enquanto a informação está sendo processada.

Actualmente, as tecnologias diferentes são usadas para tipos diferentes de memória, porque as propriedades de cada tipo de memória são bastante restritivas.

Tecnologias de Memória Actuais

O SRAM (Memória De Acesso Aleatório Estática) é usado principalmente na computação encaixada elevado desempenho, e na memória de esconderijo para processadores e discos rígidos, onde seu consumo de energia de alta velocidade e baixa é útil. É muito caro, contudo, e tem uma densidade muito baixa comparada a outros formulários da memória.

A GOLE (Memória De Acesso Aleatório Dinâmica) é igualmente bastante rápida, e muito mais denso e mais barato do que o SRAM, fazendo lhe a escolha actual para os bancos da memória central nos computadores, shuttling a informação entre as movimentações do armazenamento e o processador.

A Memória Flash é usada onde o armazenamento permanente é exigido - a GOLE exige a potência manter o regime de 1s e de 0s na microplaqueta, mas uma movimentação Instantânea é permanente, e assim que armazenará dados indefinidamente com ou sem a potência. É relativamente barata e high-density, mas não é rápida bastante para aplicações de RAM. As propriedades que se mantêm os dados armazenados em um estábulo instantâneo da microplaqueta por até 10 anos igualmente significam que uma grande quantidade de energia está exigida escrever à microplaqueta, retardando o processo. Os dados da Escrita igualmente danificam a microplaqueta instantânea, limitando sua vida útil.

A Figura 1. RAM, ou a Memória De Acesso Aleatório, vêm nos lotes de formulários diferentes. A GOLE, representada, é demasiado lenta para aplicações do elevado desempenho, e não pode armazenar dados sem uma fonte de energia constante. É usada nos computadores para shuttle dados entre o disco rígido e o esconderijo do processador.

 

Memória Universal

Os fabricantes do Semicondutor estão competindo agora para produzir “as tecnologias da memória universal”, que combinam os benefícios de cada um destas tecnologias. O alvo preliminar é memória com a velocidade de acesso do SRAM, mas com a não-volatilidade do Flash. Há diversos candidatos potenciais, explorados com maiores detalhes abaixo, que são prováveis se tornar comercialmente competitivos com tecnologias actuais dentro dos próximos cinco a dez anos.

Um Outro motorista para desenvolver estas novas tecnologias é prosseguir com a progressão exponencial da Lei de Moore. O tamanho de característica em circuitos integrados silicone-baseados partiu ao meio aproximadamente cada dois anos desde os anos 60, mas os limites físicos a esta progressão estão dentro da vista. Muitas das tecnologias de memória universais que estão sendo exploradas têm a capacidade a ser reduzida proporcionalmente além dos limites de circuitos do CMOS do silicone.

Carbono Nanotube RAM (CNT RAM)

Os nanotubes do Carbono (CNTs) têm o grande potencial como a base para chip de memória. seus tamanho pequeno e extensibilidade original permitem interacções entre seus dispositivos elétricos e mecânicos das propriedades que podem ser usadas para projectar rapidamente, os densos, e os permanentes do armazenamento de dados.

Enquanto muitos projectos CNT-baseados da memória foram propor, a dificuldade em produzir os nanotubes na suficientes pureza e qualidade, e com integração dos nanomaterials com técnicas actuais da fabricação do semicondutor, impediu sua adopção difundida.

A Figura 2. Carbono Nanotubes tem as propriedades eletrônicas originais que poderiam ser usadas para fazer chip de memória altamente eficientes, rápidos, non-volative. Contudo, há muitos desafios em trazer a tecnologia para introduzir no mercado - principalmente a fabricação dos nanotubes altamente em bastante purezas.

Mudança de Fase RAM (PCRAM)

Em 2011, o IBM demonstrou uma descoberta na Mudança de Fase RAM (PCRAM), que estêve durante o processo de desenvolvimento como uma tecnologia de memória universal potencial por algum tempo. Sem dúvida ainda haverá umas dificuldades em traduzir a tecnologia a um processo em grande escala da fabricação, mas as propriedades são muito prometedoras. em Junho de 2012, o IBM anunciou um negócio com SK Hynix para tomar mais a comercialização desta tecnologia.

A memória da Mudança de Fase é baseada em um material especial que tenha duas fases possíveis - cristalinas e amorfas - e possa ser comutado entre as duas fases usando um pulso elétrico curto. A velocidade da escrita é ao redor 100 vezes mais rapidamente do que actualmente a memória Flash disponível, embora as operações extra sejam exigidas verificar escreve erros e os corrige para a tracção.

RAM Magnetoresistive (MRAM)

A tecnologia Magnetoresistive é uma tecnologia madura, que seja atrás dos discos rígidos high-density modernos. Houve uma movimentação recente da pesquisa para adaptar esta tecnologia a uma velocidade mais alta, memória de circuito integrado permanente. O desafio principal a este é criar uma grande, disposição high-density de junções magnéticas do túnel, que são usadas para escrever à camada do armazenamento. Os Discos rígidos contêm apenas um destes, visto que uma microplaqueta de MRAM precisaria um para cada bit da informação armazenada.

Porque baseou em uma tecnologia conhecida, MRAM é derrubado quente como um candidato para a primeira memória do universal do anúncio publicitário. As Empresas tais como Samsung, Toshiba, o IBM, Hitachi e Motorola todos são envolvidos na revelação de MRAM.

Ponto RAM do Quantum (QD RAM)

O Ponto RAM do Quantum usa os pontos 3nm-wide do material do semiconduictor, chamados pontos do quantum, encaixados em uma camada de material de isolamento e cobertos com um filme do metal. Esta estrutura forma uma disposição de transistor, que são usados para armazenar dados mudando o estado de cada ponto do quantum usando um pulso do laser do milissegundo.

Esta tecnologia é altamente prometedora, porque pode conseguir o read/write acelera aos hundres de tipos do que existentes das épocas mais rapidamente de memória, e é igualmente razoavelmente fácil integrar em processos de manufactura existentes, enquanto as microplaquetas podem ainda ser construídas do silicone. Haverá uns desafios na escamação acima do processo, mas não à mesma extensão que com aplicação de um material totalmente novo como nanotubes do carbono.

A Figura pontos de 3. Quantum é cristais minúsculos que contêm apenas alguns cem átomos. A Memória baseada em pontos do quantum podia conseguir umas densidades muito mais altas do armazenamento do que tecnologias existentes, e tinha uma vida vastamente mais longa.

Conclusões

Os desafios principais a todas estas tecnologias são obtê-las a uma fase onde possam ser manufacturados disponìvel, usando preferivelmente o equipamento exisiting mìnima adaptado. Devem igualmente competir com a memória Flash na densidade do preço, da velocidade e de dados. Nos cinco a dez anos poderia tomar para conseguir estas novas tecnologias introduzir no mercado, o flash terá avançado igualmente consideravelmente, assim que as exigências reais para toda a tecnologia nova da substituição são muito altas.

Clique aqui para mais em tecnologias de memória em AZoNano.

Referências

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

Last Update: 23. September 2013 12:32

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