Новая DRAM в 1000 раз быстрее обычной, и она может изменить компьютерный мир

Вот важная новость с фронта ИИ: Xcom-shop 13 минут назад Новая DRAM в 1000 раз быстрее обычной, и она может изменить компьютерный мир Простой 5 мин 615 Блог компании Группа компаний X-Com Компьютерное железо Хранение данных * Мнение Новая технология записи и хранения информации может изменить компьютерный мир. Пока мы привыкаем к мысли, что оперативная память за прошлый год подорожала более чем на 200% и в обозримом будущем дешеветь не собирается, в Токийском университете тихо показали штуку, которая способна перевернуть всю эту историю. Новое устройство переключает биты за 40 пикосекунд — в 1000 раз быстрее, чем умеет современная DRAM.

При этом почти без нагрева. Эта технология может изменить не только рынок памяти, но и всю архитектуру сборки компьютера, к которой мы все привыкли. В этом точно стоит разобраться, чтобы понимать, что именно мы получим в будущем, и как будут работать наши компьютеры.

Технические детали

Новый тип DRAMЕсли не вдаваться в лишние детали, которые не меняют общей картины и мало что дают в понимании вопроса, можно сказать, что исследователи собрали микроскопическое устройство из слоев двух материалов. Это антиферромагнетик Mn₃Sn (марганец-олово) и тантал. Собраны они на обычной кремниевой подложке, так как она идеально подходит для этой задачи.

Исследователи научились переключать магнитное состояние этого устройства сверхкороткими электрическими импульсами. Тут все как обычно: одно состояние — «0», другое — «1». Между импульсами ячейка хранит бит даже без питания, как Flash в SSD.

Тут интереснее всего три главных параметра. Переключение занимает 40 пикосекунд. Для сравнения, DRAM работает в наносекундной шкале, то есть примерно в тысячу раз медленнее.

Отраслевые последствия

Нагрев самой ячейки в момент переключения составляет около 8 градусов. Это критически важно, потому что большинство предыдущих экспериментальных «сверхбыстрых» технологий памяти при той же скорости разогревались на сотни градусов, что делало ее бессмысленной. А еще память энергонезависимая, и бит в ней сохраняется без питания, в отличие от DRAM, которой нужен постоянный рефреш.

Слева — обычный ферромагнетик с большим магнитным полем, по центру — антиферромагнетик с нулевой намагниченностью, справа — Mn₃Sn, в котором поле почти отсутствует, но электрический сигнал всё равно есть. Для чего нужна новая памятьУ каждого типа памяти в современном компьютере свой неприятный компромисс. DRAM хранит биты как заряд в крошечных конденсаторах, которые постоянно «текут» — поэтому система тысячи раз в секунду их перезаписывает, потребляет энергию и греется даже на холостом ходу, а при отключении питания все теряет.

SRAM в кэше процессора очень быстрая и не требует постоянного рефреша, но занимает шесть транзисторов на ячейку против одного у DRAM, а это дорого и нерационально. Flash в SSD хранит данные без питания, но переключается медленно, и ячейки быстро изнашиваются. Уже лет тридцать индустрия ищет универсальную память.

Этот прогресс даёт важные сигналы о будущем отрасли, и технологический мир внимательно наблюдает.