科學家開發新記憶體架構,可在 500°C 以上超高溫運作

作者 | 發布日期 2024 年 12 月 12 日 17:26 | 分類 半導體 , 晶片 , 記憶體 line share Linkedin share follow us in feedly line share
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科學家開發新記憶體架構,可在 500°C 以上超高溫運作

傳統的 DDR 記憶體在特定溫度範圍內運作,通常不超過 100°C(約 212°F),但超過範圍可能導致資料丟失及溫控調頻(Thermal Throttling)。不過,密西根大學研究人員開發新記憶體架構,特性幾乎與 DDR 記憶體相反,操作溫度範圍至少為 260°C(約 500°F),並能在超過約 594°C(約 1,100°F)高溫運行。

這種非傳統記憶體設計利用電池特性,極端高溫下儲存數據。資料是透過在記憶體內部的兩層(半導體氧化鉭和金屬鉭)間移動帶負電的氧原子儲存。這些氧原子透過一種固態電解質在兩層鉭材料之間轉移,而固態電解質如同一道屏障,防止氧原子在兩層之間隨意跳動。

氧原子據稱是透過三個鉑電極(platinum electrodes)引導,控制每個氧原子從一層移到另一層,代表數據的改變。這些移動行為與電池類似,而三個電極控制氧原子是被吸入氧化鉭還是被推出,則類似電池充電或放電過程。

氧化鉭的氧含量據稱可以當絕緣體或導體,分別以數字 0 或 1 表示,使材料能在兩種電壓狀態間切換。

這種解決方案與傳統方式完全不同,現今記憶體技術主要依靠電子移動,但電子對溫度非常敏感。當溫度過高時,由於電流物理極限的影響,電子會變得無法控制。相反地,密西根大學提出這種特殊記憶體技術則依賴氧原子,不會受相同溫度限制。

研究員指出,這種以氧原子為基礎的解決方案,最低溫度也必須相當高,所以運行前需要加熱器將記憶體加熱到工作溫度,與內燃機類似。雖然目前尚未宣稱有最高溫度限制,但研究人員透露,這種記憶體可在超過 594°C(約 1,100°F)條件下儲存訊息狀態超過一天。因設計關係,這種解決方案比其他替代記憶體更節能。

(首圖來源:shutterstock)

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