Среда, 21 февраля, 2024
ДомойТехнологииАтомы под давлением: рассвет сверхэффективной вычислительной памяти

Атомы под давлением: рассвет сверхэффективной вычислительной памяти

- Advertisement -

Художественная визуализация 2D-материала, стратегически натянутого на то, чтобы находиться между двумя разными кристаллическими фазами. Доцент Стивен Ву из Рочестерского университета использует такие материалы для создания гибридных мемристоров с фазовым переходом, которые обеспечивают быструю, маломощную и высокую плотность вычислительной памяти. Фото: иллюстрация Рочестерского университета / Майкл Осадчив.

Исследователи разрабатывают гибридные мемристоры с фазовым переходом, которые обеспечивают быструю, маломощную и высокую плотность вычислительной памяти.

Стратегически напрягая материалы, которые тонкие, как один слой атомов, ученые Рочестерского университета разработали новую форму вычислительной памяти, которая одновременно быстрая, плотная и маломощная. Исследователи описывают свои новые гибридные резистивные переключатели в исследовании, опубликованном в журнале Природная электроника.

Гибридные резистивные переключатели

Этот подход, разработанный в лаборатории Стивена М. Ву, доцента кафедры электротехники, вычислительной техники и физики, сочетает в себе лучшие качества двух существующих форм резистивных переключателей, используемых для памяти: мемристоров и материалов с фазовым переходом. Обе формы были исследованы на предмет их преимуществ перед наиболее распространенными сегодня формами памяти, включая динамическую оперативную память (DRAM) и флэш-память, но имеют свои недостатки.

Ву говорит, что мемристоры, которые работают путем подачи напряжения на тонкую нить между двумя электродами, обычно страдают от относительной недостаточной надежности по сравнению с другими формами памяти. Между тем, материалы с фазовым переходом, которые включают выборочное плавление материала либо в аморфное, либо в кристаллическое состояние, требуют слишком большой мощности.

Прорыв в технологии памяти

«Мы объединили идею мемристора и устройства фазового изменения таким образом, чтобы выйти за пределы ограничений любого устройства», — говорит Ву. «Мы создаем двухполюсное мемристорное устройство, которое переводит один тип кристалла в другой тип кристаллической фазы. Эти две кристаллические фазы имеют разное сопротивление, которое затем можно сохранить в памяти».

Ключевым моментом является использование 2D-материалов, которые можно деформировать до такой степени, что они ненадежно располагаются между двумя разными кристаллическими фазами и могут подталкиваться в любом направлении с относительно небольшой силой.

Инженерные и совместные усилия

«Мы разработали его, по сути, просто растягивая материал в одном направлении и сжимая его в другом», — говорит Ву. «Поступая так, вы повышаете производительность на порядки. Я вижу путь, по которому это может оказаться в домашних компьютерах как сверхбыстрая и сверхэффективная форма памяти. Это может иметь большие последствия для вычислений в целом».

Ву и его команда аспирантов провели экспериментальную работу и сотрудничали с исследователями из факультета машиностроения Рочестера, включая доцентов Хесама Аскари и Собхита Сингха, чтобы определить, где и как деформировать материал. По словам Ву, самым большим препятствием, остающимся на пути создания мемристоров с фазовым переходом, является продолжающееся повышение их общей надежности, но, тем не менее, его воодушевляет прогресс, достигнутый командой на сегодняшний день.

Ссылка: «Деформация вертикальных мемристоров с фазовым переходом на дителлуриде молибдена», авторы Вэньхуэй Хоу, Ахмад Азизиманеш, Адитья Дей, Юфэн Ян, Усючэн Ван, Чэнь Шао, Хуэй Ву, Хесам Аскари, Собхит Сингх и Стивен М. Ву, 23 ноября 2023 г. , Природная электроника.
DOI: 10.1038/s41928-023-01071-2

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме