Версия для слабовидящих
Создан оптический чип памяти с фазовым переходом Печать Email
Новости об инновациях
29.09.2015

В Технологическом институте Карлсруэ (KIT) при поддержке Вестфальского университета Мюнстера, Оксфордского и Эксетерского университетов создан принципиально новый тип энергонезависимой памяти. Данные в нём хранятся за счёт изменения оптических свойств при фазовом переходе материала. Под воздействием ультракоротких световых импульсов он локально меняет состояние из кристаллического в аморфное и обратно.

Полностью оптическая природа памяти представляет большой интерес для будущих вычислительных систем. Она поможет избавится от существующих «узких мест» в системах связи и прототипов квантовых компьютеров. К примеру, D-Wave пока считается «наполовину квантовым», поскольку выполняет преобразование электрических сигналов в световые и обратно. При использовании связки квантовый микропроцессор + оптическая память компьютер всегда работает только с фотонами и может считаться истинно квантовым.

Чип оптической памяти (иллюстрация к исследованию: Karlsruhe Institute of Technology).

Чип оптической памяти (иллюстрация к исследованию: Karlsruhe Institute of Technology).

Основой чипа оптической памяти стало халькогенидное соединение GST (Ge2Sb2Te5). Его и другие вещества с фазовой памятью давно используют для создания информационного слоя в оптических дисках. В последние годы им пытаются найти новые применения в полупроводниковой технике. Компания Umicore разрабатывает сразу две технологии энергонезависимой памяти: Ovonic Unified Memory (OUM) и Phase Change Memories (PCM).

Проблема в том, что существующие методики получения GST разработаны для тонкоплёночных структур. Создание объёмного чипа с кристаллической структурой потребовало бы сверхбыстрого охлаждения расплава (менее чем за одну микросекунду). Однако чип с аморфной структурой можно получить и привычными методами осаждения из газовой фазы.

Другая сложность заключается в том, что степень чистоты для практического применения должна быть больше 99,995% (в идеале – 99,997%). Такого показателя сложно достичь, и это всегда затратный процесс очистки. На практике в качестве примесей обычно присутствует кислород и различные металлы. Поэтому число эффективных ячеек памяти оказывается всегда меньше их общего количества.

Раньше GST рассматривали преимущественно как полупроводниковое соединение, а организацию фазовой памяти демонстрировали по разности электрического сопротивления отдельных участков. В новом исследовании анализируются стабильные изменения оптических свойств GST под действием коротких импульсов лазера.

Мощные импульсы вызывают локальный переход из кристаллического состояния в аморфное (процедура записи данных). Повторный импульс достаточной мощности переводит участок чипа из аморфного состояния обратно в кристаллическое (стирание данных). Для считывания достаточно использовать слабые световые импульсы.

Технология позволяет организовать многоуровневую ячейку памяти и хранить в ней длительно сразу несколько бит без затрат энергии на поддержание состояния. «Уже сейчас мы можем записывать данные в оптический чип памяти на частотах до гигагерца и хранить их десятилетия. Чип легко изготовить совместимым как с обычной волоконной оптикой, так и с перспективными процессорами», – отметил профессор Оксфордского университета Хариш Бхаскаран. Подробности исследования опубликованы в журнале Nature Photonics.

Источник - http://www.computerra.ru/132945/all-photonic-non-volatile-multi-level-memory/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта