Исследователи разрабатывают новую сверхнизкую память о нейроморфных вычислениях

Структура и принцип работы NFPCM.A, иллюстрации операций с наборами и сбросом обычного PCM на основе грибного типа с очень ограниченным BEC, чтобы уменьшить ток сброса.b, иллюстрации процесса формирования, а также операции набора и сброса NFPCM.C, TEM HAADF Изображение NFPCM в установленном состоянии, показывая филаменту, инъецированную TE, с диаметром приблизительно 5,5 нм, образуется через слой A-SI.D, изображение ПЭМ с высоким разрешением в филаменте Sitex (синяя пунктирная линия) и электронные дифракционные схемы филамента (желтая коробка) и нефиламентарный слой A-Si (красная коробка) из анализа FFT.Кредит: природа (2024).Doi: 10.1038/s41586-024-07230-5

Команда корейских исследователей разработала новое устройство памяти, которое можно использовать для замены существующей памяти или использоваться при реализации нейроморфных вычислений для оборудования для искусственного интеллекта следующего поколения для его низких затрат на обработку и ультра-низкого потребления.

Исследовательская группа профессора Шинхён Чой в Кайстской школе электротехники разработала устройство памяти смены фазы следующего поколения, включающего потребление ультра-низкой мощности, которое может заменить память DRAM и NAND Flash.Исследование опубликовано в журнале Nature.

Существующая память с изменением фазы имеет такие проблемы, как дорогой процесс изготовления для изготовления высококнузированных устройств и требующий значительного объема мощности для работы.Чтобы решить эти проблемы, исследовательская группа профессора Чой разработала ультра-низкую фазовую память фазы, электрически формируя очень маленький нанометр (NM), изменяемая фазовая нить без дорогих процессов изготовления.Эта новая разработка имеет преимущество не только иметь очень низкую стоимость обработки, но и обеспечение работы с сверхнизким энергопотреблением.

DRAM, одна из самых популярных памяти, очень быстрая, но имеет нестабильные характеристики, в которых данные исчезают при отключении питания.NAND Flash Memory, устройство хранения, имеет относительно медленные скорости чтения/записи, но она имеет нелетую характеристику, которая позволяет им сохранять данные, даже когда мощность отключена.

Память изменения фазы, с другой стороны, объединяет преимущества как DRAM, так и NAND Flash, предлагая высокоскоростные и нелетучивые характеристики.По этой причине память об изменении фазы выделяется как память следующего поколения, которая может заменить существующую память, и активно исследуется как технология памяти или технологию нейроморфных вычислений, которые имитируют человеческий мозг.

Тем не менее, обычные устройства памяти с изменением фазы требуют значительного объема мощности для работы, что затрудняет создание практических продуктов памяти с большой способностью или реализации нейроморфной вычислительной системы.Чтобы максимизировать тепловую эффективность для работы устройства памяти, предыдущие исследовательские усилия были сосредоточены на снижении энергопотребления путем сокращения физического размера устройства с помощью современных литографических технологий, но они были встречены с ограничениями вУсловия практичности как степень улучшения энергопотребления были минимальными, тогда как стоимость и сложность изготовления увеличивались с каждым улучшением.

Чтобы решить проблему энергопотребления памятью о изменении фазы, исследовательская группа профессора Шинхён Чой создала метод для электрического формирования материалов изменения фазы в чрезвычайно маленькой области, успешно реализуя ультра-низкую фазу устройства изменения фазы, которое потребляет в 15 раз меньше энергиичем обычное устройство памяти смены фазы, изготовленное с помощью дорогостоящего литографического инструмента.

Профессор Шинхён Чой выразил сильную уверенность в том, как это исследование будет охватывать в будущем в новой области исследований, в котором говорилось: «Разработанное нами устройство смены фазы является значительным, поскольку предлагает новый подход для решения продолжительных задач при создании памятиУстройство с значительно улучшенными производственными затратами и энергоэффективностью.

«Мы ожидаем, что результаты нашего исследования станут основой будущей электронной техники, что позволяет различным приложениям, включая трехмерную вертикальную память с высокой плотностью и нейроморфные вычислительные системы, поскольку они открывали возможности для выбора из различных материалов».

Больше информации: See-on Park и др., Память фазового изменения через фазовый самоконфилированный нано-филамент, природа (2024).Doi: 10.1038/s41586-024-07230-5