Soms is een lichte aanraking het beste:als je een grap vertelt of een kleine spijker in een muur slaat, een zachte bevalling slaagt vaak het meest effectief. Onderzoek van het National Institute of Standards and Technology (NIST) suggereert dat het ook waar kan zijn in de microscopische wereld van computergeheugen, waar een team van wetenschappers misschien heeft ontdekt dat subtiliteit enkele van de problemen oplost met een nieuwe geheugenschakelaar.

Deze technologie, resistief willekeurig toegankelijk geheugen (RRAM), de basis zou kunnen vormen van een beter soort niet-vluchtig computergeheugen, waar gegevens worden bewaard, zelfs als de stroom is uitgeschakeld. Niet-vluchtig geheugen is al bekend als basis voor flashgeheugen in USB-sticks, maar de flash-technologie heeft in wezen zijn omvang en prestatielimieten bereikt. Voor meerdere jaren, de industrie is op zoek naar een vervanger.

RRAM zou flash in veel belangrijke opzichten kunnen overtreffen:het is potentieel sneller en minder energie-intensief. Het zou ook veel meer geheugen in een bepaalde ruimte kunnen stoppen - de schakelaars zijn zo klein dat een terabyte kan worden verpakt in een ruimte ter grootte van een postzegel. Maar RRAM moet nog op grote schaal worden gecommercialiseerd vanwege technische hindernissen die moeten worden aangepakt.

Een hindernis is de variabiliteit. Een praktische geheugenschakelaar heeft twee verschillende toestanden nodig, die ofwel een één of een nul voorstelt, en componentontwerpers hebben een voorspelbare manier nodig om de schakelaar om te draaien. Conventionele geheugenschakelaars draaien betrouwbaar wanneer ze een elektrische puls ontvangen, maar we zijn er nog niet met RRAM-switches, die nog steeds vluchtig zijn.

"Je kunt ze vertellen dat ze moeten omdraaien en dat doen ze niet, ", zei NIST-gastonderzoeker David Nminibapiel. "De hoeveelheid die nodig is om er deze keer een te draaien, is de volgende keer misschien niet genoeg, maar als je te veel energie gebruikt en het overschrijdt, je kunt het variabiliteitsprobleem nog erger maken. En zelfs als je het met succes omdraait, de twee geheugentoestanden kunnen elkaar overlappen, waardoor het onduidelijk is of de schakelaar een één of een nul heeft opgeslagen."

Deze willekeur snijdt in de voordelen van de technologie, maar in twee recente kranten, het onderzoeksteam heeft een mogelijke oplossing gevonden. De sleutel ligt in het regelen van de energie die aan de switch wordt geleverd door meerdere, korte pulsen in plaats van één lange puls.

Typisch, chipontwerpers hebben relatief sterke pulsen van ongeveer een nanoseconde gebruikt. Het NIST-team, echter, besloten om een ​​lichtere aanraking te proberen - met minder energetische pulsen van 100 picoseconden, ongeveer een tiende zo lang. Ze ontdekten dat het verzenden van een paar van deze zachtere signalen nuttig was om het gedrag van RRAM-schakelaars te verkennen en om ze om te draaien.

"Kortere pulsen verminderen de variabiliteit, " zei Nminibapiel. "Het probleem bestaat nog steeds, maar als je een paar keer op de schakelaar tikt met een lichtere 'hamer, ' je kunt het geleidelijk verplaatsen, terwijl je tegelijkertijd een manier hebt om het elke keer te controleren om te zien of het succesvol is omgedraaid."

Omdat de lichtere aanraking de schakelaar niet significant uit zijn twee doeltoestanden duwt, het overlappende probleem kan aanzienlijk worden verminderd, wat betekent dat één en nul duidelijk te onderscheiden zijn. Nminibapiel voegde eraan toe dat het gebruik van kortere pulsen ook van cruciaal belang was om de volgende serieuze uitdaging voor RRAM-switches aan het licht te brengen:hun instabiliteit.

"We bereikten een hoog uithoudingsvermogen, goede stabiliteit en uniformiteit vergelijkbaar met het gebruik van langere pulsbreedtes, " zei hij. "Instabiliteit beïnvloedt ons vermogen om de geheugenstaat te behouden, Hoewel. Het wegwerken van deze instabiliteit is een probleem voor een andere dag, maar we hebben in ieder geval het probleem opgehelderd voor de volgende onderzoeksronde."