Les chercheurs ont développé un dispositif de mémoire à changement de phase innovant qui promet une faible consommation d'énergie et des coûts de fabrication réduits. Ce développement, qui pourrait remplacer la mémoire flash DRAM et NAND, se distingue par son efficacité et pourrait avoir un impact significatif sur l'avenir de la mémoire et de la technologie informatique neuromorphique. Crédit : Issues.fr.com
KAIST Les chercheurs ont créé un dispositif de mémoire à changement de phase à faible consommation et rentable, établissant ainsi une nouvelle norme en matière de technologie de mémoire.
Une équipe de chercheurs coréens fait la une des journaux en développant un nouveau dispositif de mémoire qui peut être utilisé pour remplacer la mémoire existante ou pour mettre en œuvre l'informatique neuromorphique pour le matériel d'intelligence artificielle de nouvelle génération en raison de ses faibles coûts de traitement et de sa très faible consommation d'énergie.
KAIST (président Kwang-Hyung Lee) a annoncé le 4 avril que l'équipe de recherche du professeur Shinhyun Choi à l'École de génie électrique avait développé un dispositif de mémoire à changement de phase* de nouvelle génération présentant une consommation d'énergie ultra-faible qui peut remplacer la mémoire flash DRAM et NAND. .
Mémoire de changement de phase
Dispositif de mémoire qui stocke et/ou traite des informations en modifiant l'état cristallin des matériaux pour qu'ils soient amorphes ou cristallins à l'aide de chaleur, modifiant ainsi son état de résistance.
La mémoire à changement de phase existante présente des problèmes tels qu'un processus de fabrication coûteux pour fabriquer des dispositifs à grande échelle et nécessitant une quantité importante d'énergie pour son fonctionnement. Pour résoudre ces problèmes, l'équipe de recherche du professeur Choi a développé un dispositif de mémoire à changement de phase à très faible consommation en formant électriquement un filament à changement de phase à très petite échelle nanométrique (nm) sans processus de fabrication coûteux. Ce nouveau développement présente l'avantage révolutionnaire non seulement d'avoir un coût de traitement très faible, mais également de permettre un fonctionnement avec une consommation d'énergie ultra faible.
La DRAM, l'une des mémoires les plus utilisées, est très rapide, mais présente des caractéristiques volatiles dans lesquelles les données disparaissent lorsque l'alimentation est coupée. La mémoire flash NAND, un périphérique de stockage, a des vitesses de lecture/écriture relativement lentes, mais elle possède des caractéristiques non volatiles qui lui permettent de conserver les données même lorsque l'alimentation est coupée.
Figure 1. Illustrations du dispositif de mémoire à changement de phase à très faible consommation développé dans le cadre de cette étude et comparaison de la consommation d'énergie du dispositif de mémoire à changement de phase nouvellement développé par rapport aux dispositifs de mémoire à changement de phase conventionnels. Crédit : KAIST Nanotechnologies émergentes et systèmes intégrés
La mémoire à changement de phase, quant à elle, combine les avantages de la mémoire flash DRAM et NAND, offrant des caractéristiques rapides et non volatiles. Pour cette raison, la mémoire à changement de phase est présentée comme la mémoire de nouvelle génération pouvant remplacer la mémoire existante et fait l’objet de recherches actives en tant que technologie de mémoire ou technologie informatique neuromorphique imitant le cerveau humain.
Cependant, les dispositifs de mémoire à changement de phase conventionnels nécessitent une quantité importante d'énergie pour fonctionner, ce qui rend difficile la fabrication de produits de mémoire pratiques de grande capacité ou la réalisation d'un système informatique neuromorphique. Afin de maximiser l'efficacité thermique du fonctionnement du dispositif de mémoire, les efforts de recherche antérieurs se sont concentrés sur la réduction de la consommation d'énergie en réduisant la taille physique du dispositif grâce à l'utilisation de technologies de lithographie de pointe, mais ils se sont heurtés à des limites. en termes de praticité car le degré d'amélioration de la consommation d'énergie était minime alors que le coût et la difficulté de fabrication augmentaient à chaque amélioration.
Afin de résoudre le problème de consommation d'énergie de la mémoire à changement de phase, l'équipe de recherche du professeur Shinhyun Choi a créé une méthode pour former électriquement des matériaux à changement de phase dans une zone extrêmement petite, mettant en œuvre avec succès un dispositif de mémoire à changement de phase à très faible consommation qui consomme 15 fois moins d'énergie. qu'un dispositif de mémoire à changement de phase conventionnel fabriqué avec l'outil de lithographie coûteux.
Le professeur Shinhyun Choi a exprimé sa grande confiance dans la façon dont cette recherche se développera à l'avenir dans ce nouveau domaine de recherche en déclarant : « Le dispositif de mémoire à changement de phase que nous avons développé est important car il offre une nouvelle approche pour résoudre les problèmes persistants liés à la production d'une mémoire. dispositif à un coût de fabrication et à une efficacité énergétique considérablement améliorés. Nous espérons que les résultats de notre étude deviendront le fondement de l’ingénierie électronique future, permettant diverses applications, notamment la mémoire verticale tridimensionnelle haute densité et les systèmes informatiques neuromorphiques, tout en ouvrant la possibilité de choisir parmi une variété de matériaux. Il a ajouté : « Je voudrais remercier la Fondation nationale de recherche de Corée et le Centre national NanoFab pour avoir soutenu cette recherche. »
Cette étude, à laquelle See-On Park, étudiant du programme intégré MS-PhD, et Seokman Hong, doctorant de l'École de génie électrique du KAIST, ont participé en tant que premiers auteurs, a été publiée le 4 avril dans le numéro d'avril de la célèbre revue académique internationale Nature.
Cette recherche a été menée avec le soutien du projet de développement de technologies de semi-conducteurs intelligents de nouvelle génération, du projet de développement de technologies de base de semi-conducteurs PIM AI, de l'excellent programme de recherche émergent de la Fondation nationale de recherche de Corée et du projet de développement de dispositifs nanomédicaux basés sur les processus de semi-conducteurs. du Centre National NanoFab.
