Vähemmän energiaa käyttäviä muisteja

(18.12.2018) Markkinoilla kaivataan parempaa muistitekniikkaa älylaitteiden kasvavan verkkokäytön mahdollistamiseksi. Yksi seuraavista sukupolven mahdollisuuksista on resistiivinen satunnaispääsymuisti tai RRAM.

Nykyistä parempia RRAM-muisteja ovat kehittämässä Purdue Universityn tutkijat yhteistyössä National Institute of Standards and Technologyn (NIST) ja Theiss Research Inc:n kanssa. Niissä on tarkoitus hyödyntää molybdeeni ditelluride -materiaalissa aiemmin havaitsematonta toiminnallisuutta.

RRAM:ssa käytetään sähkövirtaa pinottavien materiaalien muodostamaan muistisoluun aiheuttamaan resistanssin muutoksen 0:ksi tai 1:ksi. Tällä hetkellä käytetyt materiaalit eivät ole tuottaneet RRAM-muisteille kaupallista menestystä.

Molybdeeni-ditelluridi voi sen tehdä koska siinä tilojen vaihtaminen tapahtuu nopeammin ja vähemmällä tehonkulutuksella kuin nykyisin.

"Emme ole vielä tutkineet järjestelmäväsymystä tämän uuden materiaalin avulla, mutta toivomme, että se on sekä nopeampi että luotettavampi kuin muut lähestymistavat, joita olemme havainneet", toteaa Purduen professori Joerg Appenzeller.

Singaporen kansallisen yliopiston (National University of Singapore, NUS) insinöörien johtama kansainvälisten tutkijoiden ryhmä on huomannut, että ferrimagneettien käyttö voi johtaa dramaattisesti stabiilimpiin ja tehokkaampiin spinperustaisiin muisteihin.

He ovat kehitelleet uudenlaisen magneettisen rakenteen, joka kykenee manipuloimaan digitaalista informaatiota 20 kertaa tehokkaammin ja 10 kertaa vakaammin kuin nykyiset kaupalliset spintroniset muistit.

Tämä läpimurto mahdollistaa spinpohjaisen muistin kaupallisen kasvun nopeuttamisen. "Löytömme voisi tarjota uudenlaisen laitealustan spintronisille teollisuudelle, joka tällä hetkellä kamppailee epävakauden ja skaalautuvuuteen liittyvien ongelmien parissa nyt käytettävien magneettisten rakenteiden vuoksi", toteaa projektia ohjannut professori Yang Hyunsoo.

Professori Yangin ryhmä hyödynsi työssään ainutlaatuista atomijärjestelyä ferrimagneetissa. Niissä yhden atomin aiheuttaman vaikutuksen seurauksena informaatio kulkee nopeammin ja entistä vähemmällä tehonkäytöllä.

MIT:n ja Brookhaven National Laboratoryn tutkijat ovat puolestaan osoittaneet, että he voivat ohjata ohutkalvomateriaalin magneettisia ominaisuuksia yksinkertaisesti pienellä jännitteellä. Ominaisuudet myös säilyvät ilman jatkuvaa tehonkäyttöä.

Eräs spintronisten logiikka- ja muistitekniikoiden ongelmista on ollut tapa helposti ja nopeasti hallita materiaalin magneettisia ominaisuuksia sähköisesti käyttämällä vain jännitettä.

Aikaisemmat yritykset ovat tukeutuneet elektronien kerääntymiseen metallisen magneetin ja eristimen väliseen rajapintaan käyttäen kondensaattorin kaltaista rakennetta.

Sähkövaraus voi muuttaa materiaalin magneettisia ominaisuuksia, mutta vain hyvin pienellä määrällä, mikä tekee siitä epäkäytännöllisen käytettäväksi todellisissa laitteissa.

Tässä ratkaisussa käytetään vetyioneja aikaisempien kokeiden suurempien happi-ionien sijasta. Koska vetyioneja voidaan vetää nopeasti ja helposti ulos, uusi järjestelmä on paljon nopeampi ja voi tarjoaa muita merkittäviä etuja, toteavat tutkijat.

Aiheesta aiemmin:

Muistin ja laskennan yhdistäminen

Sähköisesti muokattava atomirakenne

3D-siru yhdistää prosessoinnin ja muistin

Antimagneettinen muisti

Tavoitteena kvanttitietokone

Uusin kirjani esittelee kvanttitietokoneen toimintaa yleisellä tasolla ja käsittelee aiheen tiedemaailman tämänhetkisiä saavutuksia.

Esiin tulee myös futuristisimman tavoitteen ja tämän hetken saavutusten syvä kuilu. Toisaalta kvanttitietotekniikka on jo toteutumassa tietyillä rajallisilla resursseilla ja tavoitteilla. Ja onko alalla kilpailevia tekniikoita.

Tutkijapiireissä kvanttitietokoneen tuloon uskotaan aika vahvasti. Osittain voidaan sanoa että se on jo todellisuutta mutta onko se saavutettavissa tasolle jolle sitä eniten hehkutettiin.

Kirja on saatavissa nyt myös englannin kielisenä Aiming for Quantum Computer –versiona.

Kirjat ja niiden e-kirjaversiot on hankittavissa kustantajan Books on Demand kirjakauppaosiosta ja erilaisista nettikirjakaupoista.

Tutustu kirjan sisällysluetteloon.


Aiemmat uutiset

Uusi lasertekniikka kemian antureille (17.12.2018)
Eräs tyyppi lasereita tuottaa taajuuskampatyyppisen värien kirjon tasaisin välein. Tällaiset taajuuskammat sopivat hyvin erilaisten kemiallisten aineiden havaitsemiseen..

Topologisia ja muita vähällä toimivia transistoreita (14.12.2018)
Australialaisen Monash-yliopiston ja sikäläisen FLEET-organisaation tutkijat ovat askeleen lähempänä ratkaisun löytymistä nykyaikaisen tietoliikenteen ja tietojenkäsittelyn..

Fuori ja sula pii akkujen perustaksi (13.12.2018)
Äskettäin ilmestyneessä tutkimuksessa Caltechin, Jet Propulsion Laboratoryn, sekä Honda Research Instituten ja Berkeley Labin tutkijat ovat kehitelleet uuden tavan..