Дослідницька команда Samsung представила прорив у технологіях флеш-пам’яті NAND, спрямований на різке зниження енергоспоживання.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Зі зростанням масштабів систем штучного інтелекту та збільшенням обсягів даних кожен компонент інфраструктури зберігання стає критично важливим. Сучасні моделі AI потребують все більшої місткості та вищої швидкості роботи, але традиційні архітектури NAND накопичують власні технологічні бар’єри: збільшення кількості шарів неминуче підвищує енергоспоживання і ускладнює структуру комірок.
У новому дослідженні, виконаному фахівцями Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT), запропоновано метод, що може радикально змінити підхід до енергоефективної NAND-пам’яті. Поєднавши фероелектричні матеріали з оксидними напівпровідниками, дослідники виявили фізичний механізм, який дає змогу зменшити витрати енергії на рівні ланцюжка комірок на 96% у порівнянні з актуальними реалізаціями.
Над проєктом працювали 34 науковці із SAIT та дослідницького центру напівпровідникових технологій Samsung. Матеріали дослідження опубліковані у журналі Nature під назвою «Фероелектричні транзистори для енергоефективної флеш-пам’яті NAND».
Класичні NAND-чипи зберігають інформацію, «захоплюючи» електрони всередині комірок. Для зростання щільності виробники збільшують кількість вертикальних шарів, через що накопичувачі стають складнішими, а сигнали змушені проходити довші послідовні ділянки ланцюжка. Це веде до істотного підвищення енергоспоживання під час читання і запису. Хоча фероелектричні матеріали вже розглядалися як потенційна альтернатива, їхні властивості раніше не дозволяли одночасно досягти високої ємності та низького енергоспоживання.
Однією з проблем була невелика можливість коригувати порогову напругу фероелектричних матеріалів. У класичній логічній електроніці це вважається недоліком, але для фероелектричної NAND ця характеристика виявилася інструментом, що відкриває шлях до значного енергозбереження.
Скориставшись цією особливістю та створивши нову архітектуру комірок, команда Samsung описала перший у світі механізм, здатний реалізувати різке зниження енергоспоживання при роботі ланцюжка комірок, одночасно дозволяючи зберігати до 5 бітів інформації у кожній комірці – один із найвищих показників, доступних у галузі. Таким чином, властивість, що раніше вважалася обмеженням, перетворилася на фундаментальну перевагу. Це стало можливим завдяки новим матеріалам, переглянутим структурам і точному розрахунку взаємодії між шарами.
Після впровадження у комерційні продукти технологія обіцяє суттєво підвищити енергоефективність у великій кількості сценаріїв: від гігантських дата-центрів, що працюють з нейронними мережами, до мобільних AI-пристроїв і периферійних систем обробки даних. Менше енергоспоживання означає нижчі витрати на утримання серверних ферм, а в мобільному сегменті – суттєве збільшення автономності пристроїв.
Перший автор дослідження, доктор Сіджунг Ю, зазначив, що тепер компанія має експериментальне підтвердження можливості створення надекономної NAND-пам’яті нового покоління, і Samsung планує продовжувати розвиток цієї технологічної платформи для впровадження у майбутні комерційні рішення.
На тлі стрімкого зростання попиту на системи зберігання даних у світі штучного інтелекту це відкриття може стати ключовою відправною точкою для наступного покоління накопичувачів. Очікується, що подальші дослідження дозволять ще глибше оптимізувати архітектуру NAND і створити принципово нові стандарти енергоефективності.
Читайте також:
- 256 ГБ для орбіти: Micron представила NAND-пам’ять для космічних місій
- Пам’ять DDR5 прискорили до нового світового максимуму