Группа, в которую вошли исследователи из японского Национального института науки и передовых технологий (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST), университета Нагои (Nagoya University) и ассоциации Low-power Electronics Association & Project (LEAP), создала опытные образцы топологической памяти TRAM (topological-switching RAM), нового типа памяти на основе фазовых переходов, изготовленной на основе кристаллической решетки сложного сплава GeTe/Sb2Te3.
Крoмe этoгo, oбрaзцы пaмяти нoвoгo типa прoдeмoнстрирoвaли крaйнe высoкиe пoкaзaтeли энeргeтичeскoй эффeктивнoсти, чтo мoжeт привести к появлению высокоскоростных устройств хранения данных, таких, как SSD-диски, потребляющих совсем незначительное количество энергии.
Напомним нашим читателям, что память на основе фазовых переходов работает за счет перехода материала активного участка ячейки памяти из кристаллического в аморфное состояние и в обратном порядке под воздействием электрического тока с определенными параметрами.
Идея создания памяти подобного рода была обнародована представителями ассоциации LEAP в декабре 2013 года, а еще в июне 2014 года при помощи обычной CMOS-технологии были созданы первые образцы TRAM-памяти, которая продемонстрировала превосходные энергетические возможности по сравнению с другими типами памяти на основе фазовых переходов.
Используя решающий опытный образец TRAM-памяти, и проведя анализ структуры его кристаллической решетки при помощи электронного микроскопа, исследователи оптимизировали структуру ячеек памяти, что позволило улучшить ряд их характеристик по сравнению с первыми образцами.
Ключом этих изменений стала новая структура кристаллической решетки, основанная на расчетной модели перемещения атомов германия, которая требует незначительного количества энергии для перемещения этих атомов. Такой подход позволил снизить рабочее напряжение до 0.7 Вольта, на 30 процентов, и рабочий ток до 55 мкА, на 50 процентов, по сравнению с аналогичными характеристиками ячеек TRAM-памяти предыдущего поколения.
Измерения характеристик изготовленных ячеек показало, что рабочее напряжение этих ячеек практически не зависит от используемых материалов, в отличие от других типов памяти на фазовых переходах, рабочее напряжение которых сильно зависит от удельной теплопроводности их материалов.
Специалисты ассоциации LEAP полагают, что устройства хранения на основе TRAM-памяти найдут применение в первую очередь в информационных центрах большого масштаба.
Этому максимально будет способствовать то, что скорость работы TRAM-памяти почти в 100 раз превышает темп работы самых лучших образцов современной NAND flash-памяти, и поэтому, один TRAM-чип по объему и производительности сможет заменить до 64 чипов обычной flash-памяти.
