Учёные создали новый тип компьютерной памяти

Учёные из МФТИ совместно с коллегами из ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН и Международной ассоциированной лаборатории LIA LICS продемонстрировали работу нового типа памяти.

Переход к новому типу памяти может существенно сократить энергопотребление, а также позволит мгновенно запускать устройства на его основе. Статья об этом была опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Одним из главных элементов любого компьютера или смартфона является оперативная память — то, что по английски называют RAM (random access memory). Самая популярная из них — динамическая полупроводниковая RAM — использует очень простой механизм. Ячейка памяти состоит из транзистора, открывающего и закрывающего доступ к конденсатору. Заряд конденсатора является носителем информации, представленной бинарным кодом: заряжен — 1, разряжен — 0.

Ячейка магнито-электрической памяти MELRAM, разработанная учеными, состоит из двух элементов с особыми свойствами. Первый — это пьезоэлектрическая подложка. Пьезоэлектрики деформируются, если к ним приложить напряжение, и наоборот — создают напряжение, если их деформировать. Второй элемент — слоистая структура, которая обладает сильной магнитоупругостью, то есть уже магнитные свойства меняются вместе с деформацией. В силу анизотропии слоистой структуры — её разного строения по осям — намагниченность может иметь два направления, которым и ставят в соответствие логические единицу и ноль. Ячейки памяти MELRAM способны сохранять своё состояние, в отличие от ячеек динамической RAM, значения в которой надо постоянно обновлять и которые теряются при отключении от сети.

Антон Чурбанов, аспирант ФФКЭ МФТИ, рассказывает: «Мы создали образец размером около миллиметра и продемонстрировали его работу. Важно отметить, что на основе использованных структур можно создавать и нанометровые ячейки, сходные по размерам с теми, что используются в обычной RAM».

По мнению авторов работы, при переходе к маленьким размерам работоспособность предложенного ими решения никак не ухудшится, а значит, можно утверждать, что у MELRAM хорошие перспективы в области вычислительной техники с жёсткими требованиями к энергопотреблению.