Група дослідників з Китаю оголосила про створення прототипу енергонезалежної пам'яті, яка перевищує за швидкістю існуючі аналоги в 100 тисяч разів. Результати роботи, опубліковані в журналі Nature, описують технологію, здатну виконувати операції запису та читання за 0,4 наносекунди. Для порівняння: це в десятки тисяч разів швидше, ніж у сучасних кеш-чіпів на основі SRAM.
Основою розробки стали двомірні матеріали — графен і диселенід вольфраму (WSe₂). Їх унікальні властивості дозволили подолати фізичні обмеження кремнієвих транзисторів, які не змінювались принципово з 1960-х років. У традиційних системах швидкість обмежена необхідністю «розгону» електронів за допомогою електромагнітного поля. У новій пам'яті частинки поводяться як безмасові, що різко знижує енергетичні втрати і прискорює передачу даних.
Прототип має скромну ємність — близько 1 КБ, але демонструє вражаючу надійність: понад 5,5 млн циклів перезапису без деградації. Вчені зазначають, що ключовим завданням зараз є масштабування технології. Протягом п'яти років вони планують збільшити обсяг пам'яті до десятків мегабайт і розпочати комерційне виробництво.
Розробка ведеться з 2015 року. У 2021 році була запропонована теоретична модель, а в 2024 році створено перший чіп з довжиною каналу 8 нм, що майже вдвічі менше межі для кремнієвих аналогів. За словами дослідників, впровадження таких накопичувачів може скоротити енергоспоживання процесорів і прискорити виконання завдань у нейромережах, де критично важлива швидкість обробки даних.
Основа разработки — мемристоры, специализированные резисторы с эффектом памяти, способные сохранять предыдущие изменения. Они могут увеличивать количество циклов перезаписи в разы по сравнению с флеш-памятью.
Некоторые преимущества мемристоров:
скорость работы выше: если у флеш-памяти один цикл длится микросекунды, то у мемристоров — наносекунды или даже пикосекунды;
устройства с такой памятью будут надёжнее, долговечнее и эффективнее. В основе разработки — германо-силикатные стёкла, смесь оксидов кремния и германия. Учёные впервые совместили свойства этих материалов и обнаружили в них мемристорный эффект («эффект памяти»).
В будущем исследователи планируют продолжить исследования, чтобы найти лучшие настройки для мемристоров.