Samsung pochwalił się badaniami nad nowym typem pamięci flash, który może mocno zmniejszyć zużycie energii. Prototypowy układ pamięci ma potrzebować nawet o 96% mniej prądu niż dzisiejsze rozwiązania, a jednocześnie zachować bardzo dużą pojemność. Na razie to eksperyment naukowy, ale już dziś rozgrzewa wyobraźnię branży.
Nowa technologia pamięci Samsunga
Obecnie jednym z najpopularniejszych rozwiązań do przechowywania plików w urządzeniach elektronicznych jest pamięć flash typu NAND, ale zacznijmy od początku.
NAND jest to rodzaj nieulotnej pamięci flash, czyli takiej, która nie traci danych po odłączeniu zasilania. Używamy jej właściwie wszędzie: w dyskach SSD, w pamięci smartfonów, w kartach pamięci do aparatów, w pendrive’ach i nawet w routerach. Jednym słowem – jeśli jakieś urządzenie trzyma dane bez prądu lub po odłączeniu od zasilania, szanse są duże, że w środku pracuje właśnie NAND.
Współczesne kości NAND są konstruowane warstwowo. Producent dodaje kolejne piętra komórek pamięci, żeby upchnąć więcej gigabajtów w tym samym kawałku krzemu. Problem w tym, że im więcej warstw, tym więcej energii trzeba zużyć, aby odczytać jedną komórkę. Całe łańcuchy komórek trzeba podbić napięciem, żeby dotrzeć do tej właściwej.
Badacze opracowali nową strukturę takich pamięci, opartą na tranzystorach ferroelektrycznych (FeFET), połączonych z półprzewodnikiem tlenkowym. Mówiąc w uproszczeniu: stan bitu przechowywany jest w materiale, który zapamiętuje swoją polaryzację elektryczną. Dzięki temu da się niemal wyzerować napięcie przepuszczające na sąsiednich komórkach i nawet o 96% zmniejszyć zużycie energii podczas pracy całego łańcucha komórek, a jednocześnie zachować możliwość zapisu nawet 5 bitów w jednej komórce. To właśnie z tego bierze się obietnica drastycznego obniżenia poboru energii przy zachowaniu ogromnej pojemności.
Za projektem stoi 34-osobowy zespół z Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) i działu półprzewodników firmy, a ich badania zostały opublikowane na łamach czasopisma naukowego Nature.
Gdzie nowa pamięć Samsunga miałaby sens?
Gdyby taka technologia trafiła do masowej produkcji, pierwsze w kolejce ustawiłyby się centra danych i infrastruktura AI. Tam liczy się każdy wat, a nośniki pamięci pracują non stop. Tańsze w utrzymaniu magazyny danych to przewaga dla operatorów chmur i dostawców usług AI.
Inny oczywisty kierunek to urządzenia mobilne: smartfony, laptopy, tablety, konsole przenośne. Pamięć masowa, która mniej się grzeje i mniej drenuje akumulator, pozwoliłaby producentom dołożyć więcej gigabajtów bez skracania czasu pracy urządzenia. Użytkownik miałby wówczas więcej miejsca na aplikacje, gry i zdjęcia, a jednocześnie akumulator nie padałby po kilku godzinach intensywnego użycia.
Warto jednak wyraźnie podkreślić, że dziś mówimy o publikacji naukowej, a nie o gotowym produkcie. Przed Samsungiem jeszcze długa droga. Począwszy od stabilności takiej pamięci, przez jej zachowanie przy setkach warstw, po dostosowanie fabryk i koszty produkcji. Historia półprzewodników zna wiele pięknych koncepcji, które nigdy nie wyszły poza laboratorium. Miejmy nadzieję, że z tą tak nie będzie.
