211service.com
Memoria Memristor lista para producción
HP ha comenzado a probar muestras de un nuevo tipo de memoria no volátil basada en memristores, elementos de circuito que son mucho más pequeños que los transistores utilizados en la memoria flash. La compañía planea introducir el primer producto comercial de memoria memristor dentro de tres años.
Memoria a largo plazo: Cada uno de los puntos blancos en esta imagen de microscopía de fuerza atómica es un memristor de 50 nanómetros de diámetro.
HP espera que su tecnología de memoria memristor escale mejor que la flash y espera ofrecer un producto con una densidad de almacenamiento de aproximadamente 20 gigabytes por centímetro cuadrado en 2013, el doble del almacenamiento que se espera que ofrezca la memoria flash en ese momento. El movimiento será un importante campo de pruebas para memristors; la fiabilidad y el rendimiento de estos componentes, fabricados por primera vez en HP Labs en 2008, siguen sin estar comprobados en gran medida.
R. Stan Williams , miembro senior de HP y director del laboratorio de sistemas cuánticos y de información de la compañía, dice que su grupo está probando el primer lote de dispositivos de memoria memristor de muestra fabricados en una fábrica de semiconductores no revelada. Las matrices de memristor de muestra se están construyendo sobre obleas de silicio estándar de 300 milímetros.
Los memristores son dispositivos a nanoescala con una resistencia variable y la capacidad de recordar su resistencia cuando la energía está apagada. HP los fabrica utilizando técnicas de litografía convencionales: colocando una serie de nanocables metálicos paralelos, recubriendo los cables con una capa de dióxido de titanio de unos pocos nanómetros de espesor y luego colocando una segunda serie de cables perpendiculares al primero. Los puntos donde se cruzan los cables son los memristores, y cada uno puede ser tan pequeño como unos tres nanómetros. Esta estructura de barra transversal también permite empaquetar memristores en matrices muy densas.
Tanto la memoria flash como la memristor no son volátiles, lo que significa que retienen datos incluso cuando se corta la energía. Sin embargo, Flash tiene algunas limitaciones. Solo puede soportar unos 100.000 ciclos de escritura de datos y, como todos los dispositivos basados en transistores de silicio, se encontrará con límites físicos a medida que se escala para fabricar dispositivos de memoria con mayor densidad de almacenamiento. Williams dice que la memoria memristor puede soportar hasta un millón de ciclos de lectura y escritura en pruebas de laboratorio. Podremos escalar más rápido y más lejos que el flash porque el memristor es una estructura muy simple y se puede apilar, dice Williams.
Otros investigadores son cautelosamente optimistas sobre la promesa de los memristores. Si bien las propiedades del material del silicio son bien conocidas, las de los materiales utilizados para fabricar los memristores de Williams no lo son, al menos hasta ahora.
Los fundamentos de por qué estos óxidos metálicos cambian la forma en que lo hacen no se comprenden bien, dice Curt Richter , líder del proyecto de metrología de dispositivos nanoelectrónicos en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) en Gaithersburg, MD. Una mejor comprensión de las propiedades fundamentales de los materiales de los óxidos metálicos utilizados para fabricar los memristores será fundamental para garantizar que los chips con miles de millones de dispositivos funcionen de manera confiable durante un período de hasta 10 años.
La transferencia de la tecnología a las instalaciones de fabricación podría contribuir en gran medida a llenar ese vacío de conocimiento. Una vez que tienes el fabuloso, es un juego completamente nuevo, dice Dmitri Strukov , profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de California, Santa Bárbara, que está desarrollando memristores en su laboratorio.
También podría ayudar a los esfuerzos para desarrollar circuitos lógicos de memristor, dice Richter. Los memristores han sido objeto de mucho interés porque, en teoría, son capaces de realizar una actividad análoga a la que ocurre en una sinapsis en el cerebro humano. Sin embargo, hasta ahora, todas las demostraciones experimentales de los memristores se han logrado forzándolos a comportarse más como transistores. En lugar de cambiar entre cientos de estados, estos memristores se han hecho para cambiar entre dos estados con una resistencia alta y baja, un cero digital y uno.
Esta semana, en la revista Naturaleza , Williams y sus colegas informaron de un gran paso adelante para la lógica de memristor con la fabricación de circuitos capaces de una lógica booleana completa. Los circuitos aún son digitales, pero Williams dice que su equipo ha demostrado que cualquier cosa que se pueda calcular en silicio se puede hacer con memristores y en un espacio más pequeño. Demostrar la lógica digital con los dispositivos es un primer paso importante hacia una informática más exótica, dice Strukov.
Los circuitos de memristor informados en Naturaleza también son capaces tanto de memoria como de lógica, funciones que se realizan en dispositivos separados en las computadoras actuales. La mayor parte de la energía utilizada para la computación hoy en día se usa para mover los datos entre el disco duro y el procesador, dice Williams. Un futuro dispositivo basado en memristor que proporcione ambas funciones podría ahorrar mucha energía y ayudar a que las computadoras sigan siendo más rápidas, incluso cuando el silicio alcance sus límites físicos.
Sin embargo, por ahora, la compañía trabajará para superar los posibles desafíos de fabricación que surjan a medida que desarrolla memristores para memoria no volátil. Los memristores son dispositivos pasivos que deben construirse sobre los transistores de silicio tradicionales que sirven para introducir energía en el sistema. Esta complejidad podría ser un obstáculo, dice Pinaki Mazumder , profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Michigan. A medida que introduzca más máscaras [litográficas], podría tener un efecto negativo en los rendimientos, porque aumenta la posibilidad de errores, dice.
A pesar de estos desafíos, Williams dice que es hora de que los memristores se amplíen. Los resultados de nuestro laboratorio han sido buenos y es hora de probar los memristores en la fábrica.