77707

Трёхмерная графитовая память

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

На сделанных сканирующим электронным микроскопом снимках видны графитовая полоска неизменённой ячейки памяти вверху и содержащей бит данных Выход нашли исследователи из Университета Райса Rice University в Хьюстоне которые показали что родственник графена графит может быть адаптирован для создания быстрых высокоёмких устройств хранения обладающих преимуществами по сравнению с флэшпамятью которой комплектуется сегодня множество мобильных устройств. Ячейки памяти могут быть расположены в виде вертикальных массивов что в...

Русский

2015-02-05

35.5 KB

0 чел.

трёхмерная графитовая память

18.09.2009 

В течение десятилетий инженеры совершенствовали архитектуру микросхем, наделяя их способностью хранить как можно больше данных в как можно меньшем пространстве. Но вместе с увеличением компактности электронных компонентов внимание учёных всё чаще привлекают альтернативы кремнию, обладающие лучшими характеристиками. Среди них - углерод в форме нанотрубок или графена – двухмерного слоя атомов. Тем не менее, ни одна из этих структур на данный момент не может стать объектом массового производства и быть интегрирована в чипы с использованием существующих технологических процессов.

На сделанных сканирующим электронным микроскопом снимках видны графитовая полоска неизменённой ячейки памяти (вверху) и содержащей бит данных

Выход нашли исследователи из Университета Райса (Rice University) в Хьюстоне, которые показали, что "родственник" графена – графит – может быть адаптирован для создания быстрых, высокоёмких устройств хранения, обладающих преимуществами по сравнению с флэш-памятью, которой комплектуется сегодня множество мобильных устройств. Этот минерал со слоистой структурой, хорошо известный по простым карандашам, возможно разместить на кремнии стандартными технологическими процессами в отличие от нанотрубок и графена. Созданный профессором химии Джеймсом Туром (James Tour) и научным сотрудником Александром Синицким (Alexander Sinitskii) запоминающий элемент из графита схож с флэш-устройствами в части отсутствия движущихся деталей, то есть он также намного надёжнее накопителей на жёстких магнитных дисках. Однако есть и отличия: новая разработка не хранит биты данных в виде электрических зарядов и имеет больший эксплуатационный ресурс. Ячейки памяти могут быть расположены в виде вертикальных массивов, что в практическом плане означает потенциальную возможность хранения в 10 раз большего количества информации в том же объёме.

Инновационная ячейка состоит из слоёв графита, помещённых между двумя электродами. Такая конструкция отличается от элементов флэш-памяти – транзисторов с истоком, стоком и затвором. На последнем и хранится заряд, а в силу принципа его образования ячейка со временем изнашивается. Суть функционирования графитовой памяти несколько отличается. Когда к ячейке приложено определённое напряжение, целостность графитовой полоски нарушается (образуется "трещина"), объясняет Тур. Присутствие или отсутствие целостности воспринимается как 0 или 1 и может быть считано приложением слабого напряжения через электроды. Высокое значение потенциала восстанавливает полоску, стирая бит информации. Учёный отмечает, что не уверен насчёт точного механизма записи, но предполагает формирование под воздействием тока волокнистой структуры в углероде, взаимодействующем с окружающим его кремнием, с характерной электрической "подписью". Двухэлектродная модель графитовой памяти – это именно то свойство, которое позволяет построить трёхмерную ячейку.

Группа исследователей Тура не одинока в желании создать трёхмерную память. Стюарт Паркин (Stuart Parkin) из IBM трудится над так называемой "трековой" памятью (racetrack memory), в которой данные хранятся путём изменения магнитных свойств нанопроводников на кремнии. А SanDisk применяет вертикально ориентированные массивы диодов. В последующие годы будет чрезвычайно важно разработать новый вид запоминающих элементов, считает Тур: "Если не придти в бизнес 3-D памяти в течение пяти лет, можно не рассчитывать попасть на рынок памяти вообще". Работа исследователей Университета Райса привлекла внимание аналитиков. "Концепция интересная и потенциально многообещающая", - говорит Виктор Жирнов (Victor Zhirnov) из Semiconductor Research Corporation. Однако он отмечает, что ещё рано гарантировать будущее технологии ввиду не до конца раскрытого механизма действия. Несмотря на это, производительность ранних прототипов вселяет оптимизм. Скорости записи и чтения сравнимы с сегодняшним поколением флэш-памяти, а рабочие напряжения – ниже. В добавок, технология простирается дальше запоминающих устройств в сектор электронной индустрии, занимающийся программируемыми вентильными матрицами (field-programmable gate arrays, FPGAs). Эти микросхемы адаптируемы для различных задач, но сегодняшние элементы ограничены в количестве реконфигураций. Если бы компоненты между слоями в FPGA соединялись графитовыми линиями, чипы можно было бы перезаписывать практически безграничное количество раз.

Учёные из Университета Райса сотрудничают с начинающей компанией NuPGA, которая собирается использовать графитовую технологию для производства программируемых микросхем. Однако скорых рыночных перспектив ожидать не стоит: как считает Тур, пройдёт по меньшей мере восемь лет до превращения прототипа в готовый продукт.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73219. Магнетики 279.5 KB
  В настоящее время установлено, что все материальные тела в той или иной мере обладают магнитными свойствами. Ими обладают не только макроскопические тела, но и отдельные атомы, молекулы, а также электроны и атомные ядра. Все вещества (кроме вакуума) можно назвать магнетиками.
73220. Управление персоналом в системе современного менеджмента 117.5 KB
  Та его часть которая состоит в штате организации называется кадрами. С социально производственной точки зрения иными словами по той роли которую работники играют в организации и в процессе достижения ее целей те же термины называют уже совершенно иные понятия.
73221. Екологічна безпека як складова національної безпеки Основні поняття та завдання, що вирішує дисципліна 105 KB
  Екологічна безпека як складова національної безпеки Основні поняття та завдання що вирішує дисципліна. Сутність обєкти субєкти екологічної безпеки Мета задачі та структура курсу його місце та значення у підготовці фахівців з екології. Становлення та розвиток екологічної безпеки. Критерії та ознаки екологічної безпеки.
73222. Оплата труда на предприятиях 1.43 MB
  Организация оплаты труда определяется 3мя взаимосвязанными факторами: 1 нормированием труда которое определяет основу для расчета ЗП 2 тарифной системой которая включает: тарифную ставку тарифную сетку и тарифный квалификационный справочник и определяет правильность оценки количества и качества труда 3 формами и системами оплаты труда устанавливающими порядок расчета ЗП по категориям сотрудников. До начала экономических реформ регулирование заработной платы в нашей стране осуществлялось в централизованном порядке: все тарифные...
73223. Себестоимость продукции 3.47 MB
  Себестоимость продукции является нижним пределом цены а также выполняет много других функций. Себестоимость транспортной продукции это текущие затраты предприятия на производство и реализацию продукции выраженные в денежной форме. Производственная себестоимость затраты связанные с производством продукции включая общепроизводственные и общехозяйственные расходы.
73224. Управление персоналом на предприятиях 804.02 KB
  Рабочие Служащие это категория работников в деятельности которых преобладают те или иные виды умственного труда. разрабатывают и внедряют в производство новые виды продукции технологические процессы технические и экономические нормативы формы и методы организации производства и труда; обеспечивают производство необходимой документацией материалами оснасткой ремонтным и другим обслуживанием; проводят анализ показателей деятельности предприятия разрабатывают и реализуют мероприятия по их улучшению. В формуле отражается одна из норм...
73225. Введение в экономику предприятий транспорта 1.3 MB
  Материальное производство включает: Промышленность; Сельское и лесное хозяйство; Грузовой транспорт; Связь обслуживающая материальное производство; Строительство; Торговля; Общественное питание; Информационно-вычислительное обслуживание и др. В процессе работы транспорта не создается новая продукция а осуществляется перемещение грузов пассажиров с одного пункта в другой. В процессе перевозок грузов с ними не происходят не физические не химические изменения а происходит лишь изменение их местонахождения по отношению к...
73226. Основные фонды предприятий транспорта 899.56 KB
  Классификация основных фондов предприятия По роли в производственном процессе: Активные: машины и оборудование силовые машины измерительные прибор вычислительная техника инструмент Пассивные: здания строения сооружения передаточные устройства транспорт пх инвентарь. Для производственных предприятий в том числе и предприятий транспорта типичный состав основных фондов следующий: Здания и строения административные здания производственные строения склады и т. Племенной скот Соотношение отдельных групп основных фондов в их общем...
73227. Оборотные средства предприятий 951.72 KB
  Фонды обращения это средства производства непосредственно обслуживающие стадию реализации продукции. подготовка новых видов производства арендная плата подписка К фондам обращения относятся средства обслуживающие процесс реализации продукции: Готовая продукция на складе Товары отгруженные заказчикам но еще не оплаченные ими товары в пути Средства в расчетах Денежные средства в кассе предприятия и на счетах в банках. Норматив оборотных средств то объем ресурсов в денежном выражении которые предназначены для формирования...