Магнитоэлектрическая оперативная память потребует намного меньше энергии

Команда российских и французских исследователей разработала архитектуру энергонезависимой памяти, для операций записи/чтения которой потребуется в десятки тысяч раз меньше энергии в сравнении с традиционными решениями. Суть технологии заключается в микросварке пьезоэлектрического материала с магнитоупругими слоями сплава тербий-кобальта (TbCo2) и сплава железа-кобальта (FeCo).

Главным достижением при выработке магнитоэлектрической памяти (MELRAM), согласно исследователям, стала возможность отказаться от больших магниторезистивных структур и магнитных туннельных переходов. Напротив, в разработанном образце для считывания информации применяются магнитоэлектрические взаимодействия. В процессе задействовано магнитное поле и композитная гетероструктура из мультиферроика.

Недостатком нового подхода является то, что после считывания данных состояние памяти теряется, соответственно, оно должно быть перезаписано. Однако, согласно американским исследователям, достижение снижения энергозатрат в 10 тыс. раз намного перевешивает данный недостаток. Авторы новой разработки отмечают, что в современных решениях 99 % потребляемой памятью энергии теряется в виде тепла.

Если рассматривать более детально, то в силу анизотропности разработанного материала при воздействии на ячейку памяти напряжения записи/считывания происходит деформация пьезоэлектрического слоя с установкой логических 1 или 0, в зависимости от полярности. При воздействии тока считывания результирующее напряжение показывает логическое состояние ячейки, но эти данные уничтожаются в процессе.

Все рабочие операции в демонстрации нового чипа проведены при комнатной температуре. Согласно исследователям, полученная ячейка с размером 1 мм может быть масштабирована до размеров ячеек современных ОЗУ.