Очаква се 3D NAND да бъде заменена от ULTRARAM – памет със живот от 10 млн. цикъла и съхранение на данни до 1000 години

По време на събитието Flash Memory Summit 2023 през този месец награди получи не само усъвършенстваната 321-слойна 3D NAND флаш памет на SK hynix. Експертите отличиха и ULTRARAM – обещаваща разработка, която съчетава скоростта на оперативната памет с енергонезависимия характер на флаш паметта. Компанията за комерсиалното ѝ производство беше създадена едва в началото на тази година, а FMS 23 всъщност беше нейният дебют.

ULTRARAM е млада във всяко отношение. Тя е изобретена от учени от британските университети в Ланкастър и Уоруик. Статията, посветена на новата памет е публикувана в списание Nature през 2019 година. През 2022 година разработчиците създадоха образци на паметта, а през януари тази година обявиха създаването на компанията Quinas Technology, която да я популяризира.

ULTRARAM може да се смята най-високата устойчивост на износване и загуба на заряд. Разработчиците обещават поне 10 милиона цикъла на презапис и запазване на заряда в продължение на 1000 години. Можете да затворите лаптопа, докато играете игра и да я продължите след 1000 години, като го отворите отново. Играта ще продължи от момента, в който е била спряна от сензорите на лаптопа при затваряне на капака му.

Висока стабилност и свръхдълго задържане на заряда обещават дизайнът на ULTRARAM и използваните материали, който не е силиций. Клетката за съхранение на данни и богатият на електрони слой са разделени от 3 бариери, изработени от индиев арсенид и алуминиев антимонид (InAs/AlSb). Изолацията е толкова добра, че изтичането на заряд може да се пренебрегне. Но как електроните попадат в клетката?

За тази цел в електрониката съществува едно добре изучено и приложено явление – тунелирането. Ако на електроните се придаде определена енергия, която изобретателите наричат резонансна енергия, те са в състояние да преодолеят бариерите и да се окажат в клетката. Извеждането им оттам (изтриване или презаписване на клетката) е възможно при подобни условия. Сами по себе си те никога няма да напуснат клетката. Зарядът ще се съхранява в клетката, без да е необходимо да се подава енергия към нея, както се случва в случая с флаш паметта. В същото време скоростните характеристики на ULTRARAM се доближават до скоростта на оперативната памет.

Така първите образци на ULTRARAM показаха скорост на превключване под 10 ms при напрежение на изтриване от 2,5 V, което се представя като най-добър резултат сред обещаващите видове енергонезависима памет. На теория производителността обещава да бъде в рамките на 10 наносекунди (ns) – една милиардна част от секундата.

Разработчиците оценяват обективно перспективите на ULTRARAM и не смятат, че той ще „взриви“ пазара на системите за съхранение на данни, но за редица области тя може да се окаже много популярна. Например за периферни интернет устройства, чиито ограничения в мощността налагат да се намери компромис между размера на паметта, производителността и потреблението.

Преговорите с производители вече са в ход, твърдят разработчиците. Производството на ULTRARAM може да започне по-скоро, отколкото можем да си представим.