Ricerca sulle memorie PCM a basso consumo

Gli ingengeri dell'università dell'Illinois hanno sviluppato una nuova memoria a bassa potenza in grado di utilizzare un quantitativo di energia 100 volte inferiore rispetto alle memorie attualmente disponibili. Una memoria con minor consumo energetico permette, in potenza, di realizzare dispositivi portatili con maggiore autonomia operativa o di ridurre considerevolmente le risorse necessarie per il funzionamento dei datacenter.

I ricercatori hanno voluto rivolgere le proprie attenzioni verso le memorie PCM (Phase Changing Memory - memorie a cambiamento di fase), che rappresentano attualmente una delle più interessanti alternative alle memorie tradizionali. Nelle memorie a cambiamento di fase viene impiegato un materiale costituito da un composto di Germanio Tellurio e Antimonio nel quale il reticolo atomico può mutare da uno stato cristallino ad uno stato amorfo. Ciascuno stato determina un ben preciso valore di resistenza per il materiale, al quale viene legato il valore del bit. Nelle memorie tradizionali il valore del bit è invece legato alla carica elettrica.

Il gruppo di ricercatori si è concentrato sulla riduzione delle dimensioni del materiale a cambiamento di fase, potendo così contenere la potenza necessaria per la variazione dello stato del bit. Per raggiungere l'obiettivo sono stati impiegati nanotubi di carbonio delle dimensioni di pochi nanometri di diametro. "L'energia consumata si è ridotta di pari passo con il volume dei bit di memoria. Impiegando contatti nanoscopici siamo stati in grado di ottenere consumi molto più ridotti" ha spiegato Feng Xiong, autore della pubblicazione.

Al centro del nanotubo di carbonio è stata formata una piccola cavità nella quale è stato collocato il materiale PCM. Facendo passare piccole quantità di corrente nel nanotubo è stato possibile variare la resistenza del materiale, permettendo così al bit di cambiare il proprio valore. Eric Pop, professore di ingegneria elettrica che ha coordinato il gruppo di ricercatori, commenta: "Abbiamo preso una tecnologia e dimostrato che può essere migliorata di un fattore 100, ma non abbiamo ancora raggiunto ciò che è fisicamente possibile. Non siamo ancora arrivati al limiti. Penso che sia possibile ridurre ulteriarmente l'energia necessaria di almeno 10 volte".

Fino a questo punto i ricercatori sono riusciti a realizzare e testare poche centinaia di bit, oltre all'ulteriore riduzione dell'energia necessaria per il funzionamento di questo tipo di memorie, l'obiettivo ora è quello di creare un array di bit in grado di operare tra loro.