В России освоили производство мемристорной памяти — технологии будущего, совмещающей в себе сильные стороны оперативной и флеш-памяти. Что представляет собой новая RRAM и почему ее освоение можно назвать технологической революцией?
Что такое мемристоры
Мемристор — 2-нанометровое электронное устройство, которое умеет «запоминать» протекший через него заряд и менять сопротивление в зависимости от этого.
Под воздействием высокого напряжения система становится открытой, то есть способной проводить ток. При смене полярности напряжения она, наоборот, закроется. В этом отношении мемристоры действуют так же, как синапс — место контакта между нейронами.
На практике это означает повышенную скорость работы:
«Разница токов в открытом и закрытом состоянии — 2–4 порядка: такого диапазона достаточно, чтобы сделать ячейки памяти. Мемристорная память энергонезависима и совмещает в себе достоинства оперативной и флеш-памяти. Переключение мемристора (из закрытого в открытое состояние), то есть перезапись информации, происходит за 30–40 наносекунд. Это примерно в 1000 раз быстрее, чем у современной флеш-памяти. Наносекунда — миллиардная доля секунды», — объяснил «Коммерсанту» научный сотрудник лаборатории физики и технологии трехмерных наноструктур ИФП СО РАН кандидат физико-математических наук Артем Ильич Иванов.
Перспективы мемристорной памяти
Этот вид памяти, судя по всему, может стать альтернативой и оперативной, и флеш-памяти. Мемристоры обладают сверхвысокой плотностью (что важно, например, для искусственного интеллекта) и высокой скоростью работы. Принципиальный момент в том, что мемристоры можно использовать одновременно и для хранения, и для обработки информации.
«В современных технологиях хранение и обработка информации происходят в физически обособленных областях. Это приводит к нежелательным задержкам в поиске и обработке информации. Однако существуют системы, которые в совокупности называются мемоэлементами, которые выполняют как обработку информации, так и хранение данных на одной физической платформе. Состояния этих мем-элементов адаптируются к входным сигналам и обеспечивают аналоговые возможности, недоступные в стандартных схемах. Схема на мемэлементах обеспечивает аналоговые массивно-параллельные вычисления», — TechInsider приводит статью Массимилиано да Вентра и Юрия Першина.
В отличие от оперативной памяти, мемристорная является энергонезависимой. Это значит, что с ней потенциально можно не только увеличить производительность процессора, но и снизить энергопотребление и уменьшить тепловыделение, ведь память тоже — источник тепла, которое нужно куда-то отводить.
При этом чем выше скорость памяти, тем больше тепла она выделяет. Потрогайте руками планки оперативной и флеш-памяти, которые стоят у вас на компьютере — они значительно нагреваются, не так ли? А что касается быстрой оперативной памяти, то она, как правило, комплектуется штатными небольшими радиаторами для отведения избыточного тепла.
Благодаря эффекту памяти мемристоры можно также использовать для разработки аналогов биологических нервных окончаний.
❗Участившиеся случаи ограничения каналов вынудили нас заняться поиском альтернативных площадок. Канал про Космос мы уже перенесли в приложение SFERA. А скоро в SFERA появится и сервис для статей. Скачать мобильное приложение SFERA:
Изучение и создание мемристоров
Несмотря на многочисленные преимущества, мемристоры — не какая-то невероятно сложная и дорогая технология, как могло показаться. Российские специалисты раскрыли производственные детали.
«…на тонкие полимерные пленки (из поливинилового спирта) методом 2D-печати наносился фторированный графен, также разработанный и созданный в ИФП СО РАН. Затем готовые структуры облучались в ОИЯИ высокоэнергетичными ионами, после чего во всех структурах наблюдались резистивные переключения, то есть такие, когда сопротивление материала обратимо меняется в ответ на изменение электрического поля», — «Коммерсант».
Исследования в этой области велись и за рубежом, но отечественные ученые продвинулись дальше за счет того, что смогли разместить мемристор поверх кристалла процессора — об успехах специалистов в практическом применении альтернативной памяти мы писали в первой части.
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Экстренные новости будут в закреплённых сообщениях.