
Perinteisten elektronisten sirujen wafer (teollinen levy).
Kuva Wikimedia
Kuva Wikimedia
Tämä innovaatio perustuu MRAM-muistiin (Magnetoresistive Random Access Memory), joka tunnetaan nopeudestaan ja kyvystään säilyttää tietoja ilman sähkövirtaa. Toisin kuin perinteinen RAM, MRAM ei hidastu suurten vaatimusten alla.
MRAM:n rajoitus oli sen korkea energiankulutus tietojen kirjoittamisen aikana. Tutkijat ovat voittaneet tämän esteen kehittämällä uuden komponentin, joka huomattavasti vähentää tarvittavaa energiaa tukimateriaalin polariteetin muuttamiseen.
Julkaisussa Advanced Science tutkijat kuvaavat prototyyppiään, heterogeenista multiferroista rakennetta. Tämä rakenne sisältää ohuen vanadiinikerroksen ferroelectrisiä ja piezoelektrisiä materiaaleja, mikä mahdollistaa magneettisuuden sähkökentän avulla.
Tämä vanadiinikerros on ratkaisevassa roolissa stabiloimassa magneettisuuden suuntaa, mikä on toistuva ongelma aiemmissa MRAM-laitteissa. Testit ovat osoittaneet, että magneettinen suunta voidaan kääntää sähkövirralla, samalla kun vakaus säilyy ilman sähköä.
Kuitenkin tutkimuksessa ei käsitelty kytkentätehon heikkenemistä ajan myötä, mikä on yleinen ongelma sähköisissä laitteissa. Siitä huolimatta tämä teknologia lupaa kestävämpää ja tehokkaampaa käyttöä kaupallisissa tietokoneissa.
Lopuksi tämä uusi lähestymistapa MRAM:iin voisi muuttaa tapaamme käsitellä tietotekniikkaa tarjoamalla parempia suorituskykyjä vähentyneellä energiankulutuksella. Se edustaa lupaavaa vaihtoehtoa nykyisille muistiteknologioille ilman liikkuvia osia.
Mitkä ovat MRAM-muistin ominaisuudet?
MRAM-muisti, eli Magnetoresistive Random Access Memory, on tallennusteknologia, joka yhdistää RAM-muistin ja perinteisten tallennusmuistien edut. Se pystyy säilyttämään tietoja ilman sähkövirtaa, samalla kun se tarjoaa nopeita pääsynopeuksia.Toisin kuin dynaaminen RAM (DRAM), joka menettää tietonsa ilman sähköä, MRAM käyttää magneettijunttia tiedon tallentamiseen. Tämä mahdollistaa pitkäaikaisen tietojen säilyttämisen jopa ilman virtaa.
MRAM on myös ei-volatiili, mikä tarkoittaa, että se ei vaadi jatkuvaa virkistystä tietojen ylläpitämiseksi. Tämä ominaisuus tekee siitä erityisen kiinnostavan sovelluksille, jotka vaativat suurta luotettavuutta ja alhaista energiankulutusta.
Lopuksi MRAM on säteilykestävä, mikä tekee siitä ihanteellisen avaruus- ja sotilasympäristöihin, joissa luotettavuus ja kestävyys ovat ensiarvoisen tärkeitä.
Kuinka uusi MRAM-teknologia toimii?
Japanilaisten tutkijoiden kehittämä uusi MRAM-teknologia käyttää heterogeenista multiferroista rakennetta. Tämä rakenne sisältää vanadiinikerroksen ferroelectrisiä ja piezoelektrisiä materiaaleja, mikä mahdollistaa magneettisuuden sähkökentän avulla.Vanadiinikerros toimii puskurina, stabiloimalla magneettisuuden suuntaa. Tämä ratkaisee merkittävän ongelman aiemmissa MRAM-laitteissa, joissa magneettisuuden suunta oli vaikeaa pitää vakaana.
Sähkövirran soveltamisen avulla tutkijat pystyivät kääntämään materiaalien magneettista suuntaa. Tämä kääntö säilyy jopa virran poistamisen jälkeen, mahdollistaen vakaan tietojen säilyttämisen ilman sähköä.
Tämä innovaatio vähentää merkittävästi kirjoittamiseen tarvittavaa energiankulutusta samalla kun se lisää prosessien nopeutta. Se avaa ovia tehokkaammille ja kestävämmille tietoteknisille sovelluksille.