Forskning i universel hukommelse passerer ny milepæl

Fysikere ved Lancaster University har demonstreret, at deres opfindelse af en ny type hukommelsesenhed kunne transformere den måde, computere på, smartphones og andre gadgets virker.

"Universal hukommelse" er, i det væsentlige, en hukommelse, hvor dataene er meget robust lagret, men kan også nemt ændres; noget, der bredt blev anset for at være uopnåeligt - indtil nu.

I øjeblikket, de to hovedtyper af hukommelse, dynamisk RAM (DRAM) og flash, har komplementære egenskaber og roller. DRAM er hurtig, så bruges til aktiv (arbejds)hukommelse, men den er flygtig, betyder, at information går tabt, når strømmen afbrydes. Ja, DRAM 'glemmer' konstant og skal konstant opdateres. Flash er ikke-flygtig, giver dig mulighed for at bære data i lommen, men er meget langsom. Den er velegnet til datalagring, men kan ikke bruges til aktiv hukommelse.

Artiklen, offentliggjort i januarudgaven af ​​tidsskriftet IEEE-transaktioner på elektronenheder , viser, hvordan individuelle hukommelsesceller kan forbindes sammen i arrays for at lave en RAM. Det forudsiger, at sådanne chips i det mindste ville matche hastighedsydelsen af ​​DRAM, men gør det 100 gange mere effektivt, og med den yderligere fordel ved ikke-volatilitet.

Denne nye ikke-flygtige RAM, kaldet ULTRARAM, ville være en fungerende implementering af såkaldt 'universel hukommelse', kombinerer alle fordelene ved DRAM og flash, uden nogen af ​​ulemperne.

Professor Manus Hayne, hvem leder forskningen, sagde:"Arbejdet offentliggjort i dette nye papir repræsenterer et betydeligt fremskridt, giver en klar plan for implementering af ULTRARAM-hukommelse."

Lancaster-teamet løste paradokset med universel hukommelse ved at udnytte en kvantemekanisk effekt kaldet resonant tunneling, der tillader en barriere at skifte fra uigennemsigtig til gennemsigtig ved at påføre en lille spænding.

Det nye værk beskriver sofistikerede simuleringer af denne proces; og foreslår en udlæsningsmekanisme for hukommelsescellerne, der skal forbedre kontrasten mellem logiske tilstande i mange størrelsesordener, gør det muligt at forbinde celler i store arrays. Det viser også, at den skarpe overgang mellem opacitet og gennemsigtighed af den resonante tunnelbarriere letter en meget kompakt arkitektur med en høj bittæthed.

Det igangværende arbejde er rettet mod fremstillingsevnen af ​​arbejdshukommelseschips, herunder fremstilling af arrays af enheder, udvikling af udlæsningslogik, skalering af enheder og implementering på silicium.