حافظه‌های کامپیوتری در آستانه یک تحول بزرگ قرار دارد. محققان تایوانی با همکاری TSMC موفق به ساخت حافظه MRAM شده‌اند که سرعت SRAM، پایداری حافظه‌های فلش و مصرف انرژی بسیار پایین را یکجا ارائه می‌دهد. این فناوری که بر پایه لایه‌ای از تنگستن ساخته شده، می‌تواند نیاز روزافزون هوش مصنوعی و پردازش لبه به حافظه‌هایی سریع، پایدار و بهینه را برآورده سازد.
یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی در مقاله‌ای علمی از یک پیشرفت انقلابی در توسعه حافظه‌های مغناطیسی با دسترسی تصادفی (MRAM) پرده‌برداری کرده است. به گفته دانشگاه ملی یانگ مینگ چیائو تونگ (NYCU) تایوان که رهبری این پژوهش را بر عهده داشته، محققان موفق به غلبه بر یکی از بزرگترین موانع در مسیر توسعه این نوع حافظه غیرفرار شده‌اند.
این دستاورد حاصل همکاری میان دانشگاه NYCU، غول تراشه‌سازی TSMC، موسسه تحقیقاتی فناوری صنعتی تایوان (ITRI)، دانشگاه استنفورد و چندین مرکز علمی دیگر است. فناوری جدید که (SOT-MRAM) نام دارد، با ارائه سرعت سوئیچینگ خیره‌کننده ۱ نانوثانیه و پایداری داده بیش از ۱۰ سال، یک جهش واقعی در صنعت حافظه محسوب می‌شود.
نقش کلیدی تنگستن در دستیابی به سرعت شگفت‌انگیز
کلید این پیشرفت، استفاده از یک لایه تنگستن برای تولید جریان‌های اسپینی است. تیم تحقیقاتی موفق شده ماده کمیاب «بتا-تنگستن» را تحت دمای بالا به ثبات برساند؛ ماده‌ای که برای افزایش عملکرد حیاتی بوده و مسیر را برای تولید انبوه حافظه‌های SOT-MRAM در آینده هموار می‌سازد. در حالی که نمونه‌های قبلی این تیم به سرعت سوئیچینگ ۱۰ نانوثانیه دست یافته بودند، نسخه جدید با آرایه ۶۴ کیلوبیتی، سرعت را به حدود ۱ نانوثانیه رسانده است.
این سرعت نه تنها با حافظه‌های فوق‌سریع SRAM رقابت می‌کند، بلکه از حافظه‌های DRAM با تأخیر حدود ۱۴ نانوثانیه در DDR5 و حافظه‌های NAND با تأخیر خواندن ۵۰ تا ۱۰۰ میکروثانیه نیز به مراتب سریع‌تر است. مزیت اصلی این است که SOT-MRAM برخلاف SRAM و DRAM، یک حافظه غیرفرار بوده و با قطع برق اطلاعات خود را از دست نمی‌دهد.
پایداری بالا و سازگاری با فرآیندهای تولید انبوه
برای دستیابی به این پایداری، محققان از لایه‌های نازکی از کبالت برای تثبیت ساختار بتا-تنگستن در شرایط دمایی سازگار با خطوط تولید نیمه‌هادی‌ها استفاده کرده‌اند. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که این حافظه جدید می‌تواند دمای شدید تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد را به مدت ۱۰ ساعت و حتی دمای ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد را برای ۳۰ دقیقه تحمل کند.
در همین رابطه بخوانید:
- حافظه جدید مهندسان استنفورد: به سرعت SRAM و به ارزانی DRAM
- حافظه‌ای به سرعت RAM و پایداری هارد دیسک؛ UltraRAM به مرحله تولید انبوه رسید
با حضور دانشمندان TSMC در این پروژه، جای تعجب نیست که این حافظه‌های جدید برای یکپارچه‌سازی در مقیاس بزرگ و با استفاده از فرآیندهای صنعتی موجود طراحی شده‌اند. انتظار می‌رود حافظه‌های SOT-MRAM به دلیل سرعت بالا، پایداری و مصرف انرژی بسیار پایین، به گزینه‌ای ایده‌آل برای مراکز داده هوش مصنوعی و کاربردهای رایانش لبه (Edge Computing) تبدیل شوند.
نتایج این پروژه در نشریه علمی Nature به چاپ رسیده است.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت