Hitro magnetna RAM ne zahteva osvežilnih signalov

Week 0 (Junij 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Nehlapen RAM, ki temelji na magnetnih stanjih, bo izzvalo polprevodniške spomine

Avtor Gary Elinoff, prispeval pisatelj

Večina današnjih oblik hitrega računalniškega pomnilnika z naključnim dostopom (RAM) temelji na prisotnosti ali odsotnosti električnega naboja, ki označuje "1" ali "0." Ta pomnilnik je resnično hiter, z dosegljivimi časi preklopa pod piko-sekvenco ali enim milijardim sekunde. In morajo biti tako hitro, da sledijo zmožnostim sodobnih CPU-jev.

Težava je v tem, da ta resnično hiter pomnilnik potrebuje stalne infuzije moči, da ohrani to "1" ali to "0." Moč na bit je seveda majhen, vendar glede na to, da današnje elektronske naprave uporabljajo gigabite spomina, potreba po energiji se hitro poveča in da izdatki moči povzročajo tudi toploto. Oskrba z električno energijo in odvajanje toplote sta vedno težave pri računalniškem oblikovanju, za mobilne naprave, nosilne naprave in oddaljene naprave IOT so lahko najbolj kritični dejavniki za uspeh ali neuspeh pri načrtovanju.

Magnetni spomin

Prednost magnetnega pomnilnika za slučajen dostop (MRAM) je, da je neoviran. Ko je pomnilnik nastavljen, ne potrebuje vzdrževalne moči, da bi jo nastavili. Ampak pomanjkljivost je pomanjkanje hitrosti. Profesor Jeffrey Boker in njegova skupina na Univerzi v Kaliforniji (UC) sta se odločila za prekinitev te pregrade. Ugotovili so, da bi lahko magnetne zlitine gadolinija in železa, ko bi jih impulzni laserski poči kot kratki kot nekaj pikosekund (trilionths sekunde), lahko spremenili smer magnetizma v 10 pikosekundah. Medtem ko ni tako hiter kot polprevodniški RAM, ki temelji na polnjenju, predstavlja veliko izboljšanje vse obstoječe tehnologije MRAM.

Magnetni pomnilnik, ki ga je prekinil ultrazvočni laserski vzrok. Vir slike: UC Berkeley.

"Električni impulz začasno povečuje energijo elektronov železovega atoma", je dejal projektni član Richard Wilson iz UC. "To povečanje energije povzroča, da magnetizem v železnih in gadolinijih atomih med seboj narašča in sčasoma vodi do preusmeritve kovinskih magnetnih polov. To je povsem nov način uporabe električnih tokov za nadzor magnetov. "

Toda zlitina gadolinij-železa je bila le prvi korak. Kot je opozoril Charles-Henri Lambert, tudi Berkeley, je "iskanje načina za razširitev našega pristopa za hitro električno pisanje v širši razred magnetnih materialov bil vznemirljiv izziv". Naslednji korak je bil zlaganje sloja kobalta na vrhu gadolinij-železo. Druga študija je bila izvedena, rezultati katerih so bili objavljeni v reviji Applied Physics Letters . Pri uporabi filmov GdFeCo (gadolinijeve, železove, kobaltne) je bilo pri prehodu na električno energijo vzporedno z laserskimi pulzami, kar kaže na še večjo energetsko učinkovitost in še vedno manjšo porabo toplotne energije.

Magnetni pomnilnik ni edina možnost pri iskanju hitrejšega in učinkovitejšega pomnilnika. Hewlett Packard Corporation in drugi vlagajo veliko časa in truda v razvoj memristorjev, naprav, ki uporabljajo spremembe v upornosti kot indikacije stanja pomnilnika "1" ali "0". Potreba po bolj energetsko učinkovitem pomnilniku je očitna in iskanje se bo nadaljevalo.