تاریخ انتشار مطلب 1392/10/14

جان اکِرمَن، پروفسور فیزیکدان، در مقاله ۲۰۰۵ خود بیان کرد حافظه دسترسی تصادفی مقاومت-مغناطیسی (MRAM)، یک کاندیدای نویدبخش برای “حافظه جهانی” است که می‌تواند جایگزینی برای انواع مختلفی از حافظه های معمول موجود در هر دستگاه الکترونیکی مدرن باشد. در حال حاضر، تیمی از محققان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) و دانشگاه علم و فناوری شاه عبدالله عربستان سعودی (KAUST) موفق به توسعه یک نوع جدید از MRAM شده‌اند که تصور اکرمن را به حقیقت تبدیل می‌کند.

امروزه، بسیاری از دستگاه‌ها دارای حافظه های دسترسی تصادفی استاتیک (SRAM)، دسترسی تصادفی داینامیک (DRAM) و حافظه فلش هستند که هر کدام از این‌ها مزایای مربوط به خود را ارائه می‌دهند. SRAM جزء حافظه های سریع می‌باشد، اما موقت بوده یعنی در زمان قطع توان الکتریکی، داده‌های ذخیره شده در آن از بین می روند. DRAM فضای حافظه ی بزرگ‌تری را نسبت به SRAM ارائه می‌دهد و ارزان‌تر است اما همانند SRAM، از نوع حافظه های موقت می‌باشد و باید برای حفظ اطلاعات به صورت دوره ای ریفرش شود که همین موضوع، آن را بیشتر تشنه ی توان الکتریکی می سازد. در نهایت، حافظه فلش از نوع موقت نیست، به این معنا که داده‌ها را حتی در زمانی که انرژی الکتریکی دریافت نکند، حفظ خواهد کرد اما هنوز هم نسبتا گران قیمت است.

فناوری MRAM، پتانسیل ارائه تمام مزیت‌های این سه نوع حافظه را دارد، آن هم بدون هیچ عیبی. این فناوری وعده ی فراهم آوردن فضای ذخیره سازی بیشتر را همراه با کاهش مصرف توان الکتریکی و حفظ اطلاعات بدون نیروی برق می دهد. با این حال، فناوری مذکور از دهه ی ۱۹۹۰ تحت عملیات توسعه بوده است و در این مدت نسبتا طولانی، پیشرفت‌های مدوام در زمینه حافظه فلش و DRAM تا حد زیادی موجب می‌شد که MRAM در حاشیه بماند و چندان مورد توجه قرار نگیرد.

در حال حاضر فناوری MRAM، داده‌ها را با استفاده از عناصر ذخیره سازی مغناطیسی حفظ می‌کند که این عناصر توسط صفحات فرومغناطیسی جدا شده به وسیله ی یک لایه عایق نازک تشکیل می شوند. با این حال، قابلیت اطمینان و پایایی MRAM مورد نگرانی است، زیرا این صفحات که دارای ضخامتی کمتر از یک نانومتر می‌باشند، برای تولید به سختی قابل اعتماد هستند و حافظه ی تولید شده به طور کلی فقط قادر به حفظ داده برای کمتر از یک سال خواهد بود.

اما در نهایت، تیم تحقیقاتی متشکل از دانشگاه‌های سنگاپور و عربستان، توانسته است تا آن صفحات فرومغناطیسی را با یک ساختار فیلم تناوبی ترکیب شده با ساختارهای مغناطیسی چندلایه به ضخامت ۲۰ نانومتر جایگزین نماید. محققان می‌گویند که این تکنیک اجازه می‌دهد تا داده برای حداقل ۲۰ سال باقی بماند و این دستاورد باعث خواهد شد تا تراشه نسل آینده MRAM برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب باشد.

دکتر یانگ هایونْسو، رهبر این تیم تحقیقاتی می گوید: “از نقطه نظر یک مصرف کننده، [با این فناوری] ما دیگر نیازی به انتظار کشیدن زیاد برای راه اندازی کامپیوتر یا لپ تاپ خود نداریم.” او در ادامه می گوید: “فضای ذخیره سازی افزایش خواهد یافت و حافظه به نحوی تقویت می‌گردد که دیگر مرتبا نیازی به فشار دادن دکمه 'save' نخواهید داشت، چرا که حتی در صورت قطع برق نیز داده‌های جدید سالم باقی می مانند. حالا دستگاه‌ها و دیگر تجهیزات می‌توانند صاحب حافظه های بزرگ‌تر شوند بدون اینکه چیزی را برای حداقل ۲۰ سال یا احتمالا مدت زمانی بیشتر از دست بدهند.”

دکتر یانگ اضافه کرد: “امروزه ما با تکیه کامل بر گوشی های موبایل مان، معمولا نیاز به شارژ روزانه آن‌ها داریم. [اما] با استفاده از این تکنولوژی جدید، ممکن است تنها نیاز به شارژ آن‌ها به صورت هفتگی داشته باشیم.”

این محققان معتقدند که کارشان، معماری کامپیوترها را تغییر خواهد داد و باعث ارزان‌تر شدن قیمت تولید آن‌ها می شود. این تیم اظهار دارد که فناوری جدیدشان در حال حاضر در قالب یک اختراع موقت در آمریکا ثبت شده و توجهات زیادی از صنعت نیمه هادی را به خود جلب کرده است. محققان این دو دانشگاه تصمیم دارند تا این ساختار جدید را در سلول‌های حافظه اعمال کنند و به دنبال شرکای صنعتی برای کمک به توسعه یک “MRAM چرخشی-مداری مبتنی بر گشتاور” هستند.

جزئیات این ساختار جدید در مقاله‌ای در مجله Physical Review Letters به صورت آنلاین منتشر شده است.