Ученые совершили прорыв в области энергонезависимой памяти

Давняя проблема в компьютерном мире заключается в том, что DRAM является самой быстрой доступной памятью, но при этом энергозависимой, поэтому она не может сохранять данные при отключении питания. Это делает ее бесполезным для хранения данных.

С другой стороны, есть флэш-память NAND, которая энергонезависима, поэтому может хранить данные без необходимости постоянного питания. Но она далеко не так быстра, как DRAM, поэтому в современных системах требуются оба типа. Теперь ученые из Кореи разработали прототип решения, объединившего лучшие аспекты обеих технологий в одном запоминающем устройстве. Этот тип устройств — со скоростью памяти DRAM, но способностью сохранять данные без питания — является Святым Граалем хранения информации.

Команда исследователей из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) рассказала о своей работе над новым решением для памяти, использующим память с фазовым изменением. Память с фазовым изменением (PCM) использовалась и раньше, но камнем преткновения были энергопотребление и производственные затраты.

Однако, как сообщается, новая версия решила эти проблемы, сосредоточив изменение фазы на крошечной области. Предыдущие попытки включали использование передовых методов литографии и попытки уменьшить сами устройства, что по-прежнему приводило к высокому энергопотреблению и непомерным производственным затратам.

Сообщается, что новый метод, разработанный в Корее, позволил создать устройство с энергопотреблением в 15 раз меньшим, чем предыдущие попытки создания памяти с фазовым изменением. В то же время ее производственные затраты являются разумными, поэтому она смогла решить две самые большие проблемы с памятью с фазовым переходом, совершив настоящий прорыв в поисках первой в мире энергонезависимой памяти DRAM. Ученые говорят, что прорыв проложит путь к трехмерной памяти и нейроморфным вычислительным системам.

Профессор Шинхен Чой выразил уверенность в том, что это исследование будет продолжено в будущем, сказав: «Разработанное нами запоминающее устройство с фазовым переходом имеет большое значение, поскольку оно предлагает новый подход к решению сохраняющихся проблем при производстве запоминающего устройства при значительном снижении производственных затрат и энергоэффективности. Мы ожидаем, что результаты нашего исследования станут основой будущей электронной инженерии, позволяющей создавать различные приложения, включая трехмерную вертикальную память высокой плотности и нейроморфные вычислительные системы”.

Память с фазовым изменением не является чем-то новым, но из-за различных факторов, подобных описанным выше, она еще не получила широкого распространения, как DRAM и NAND Flash.

Память Intel 3D X-Point Optane также представляла собой решение с фазовым переходом, разработанное для хранения данных, подобных DRAM. Это был самый последний коммерчески доступный продукт, который представлял собой сочетание задержки DRAM и энергонезависимой памяти. Однако проект так и не увенчался успехом для Intel и ее партнера Micron: Intel отключила потребительские накопители в 2021 году и полностью закрыла проект в 2022 году из-за отсутствия спроса.

При этом следует понимать, что компании говорят о памяти с фазовым переходом как о замене DRAM уже более десяти лет, и до этого всегда остается «всего несколько лет».