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ELETTRONICA/ Come memorizzare tanti bit senza sprecare corrente

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Le apparecchiature elettroniche che dominano la nostra vita quotidiana hanno sempre più bisogno di memoria: smart-phone, tablet, iPad non sono solo degli strumenti di comunicazione ma sono tutti dei veri elaboratori che richiedono quindi una crescente dimensione della memoria RAM (Random Access Memory), quella che registra temporaneamente i dati durante l’esecuzione dei software. Naturalmente, di tanta memoria hanno bisogno tutti i laptop, i computer e i grandi data center. Ecco allora che dai laboratori della Henry Samueli School of Engineering and Applied Science della Università della California di Los Angeles (UCLA) arriva una novità che può dare sollievo a tutti i grandi affamati di memoria.

Si tratta di un tipo di RAM detta magnetoelettrica (MeRAM) che ha grandi potenzialità e potrà essere utilizzata nei futuri chip di quasi tutte le applicazioni elettroniche. Questi i principali vantaggio della MeRAM rispetto alle tecnologie esistenti: una combinazione straordinaria di basso consumo energetico e densità molto elevata, un’alta velocità nei tempi di lettura e scrittura, e la non volatilità, cioè la capacità di conservare i dati anche quando non è alimentata, così come fanno gli hard disk e le memorie flash, solo che le MeRAM sono molto più veloci.

Ma perché magnetoelettrica? Il nuovo tipo di memoria è basato su una tecnologia chiamata coppia di trasferimento di spin (spin-transfer torque, STT), che utilizza la proprietà magnetica degli elettroni - lo spin, dato dalla loro rotazione - oltre alla loro carica; la tecnologia STT attualmente utilizza una corrente elettrica per spostare elettroni e “scrivere” i dati nella memoria. La STT è superiore in molti aspetti alle tecnologie di memorizzazione concorrenti; tuttavia il suo meccanismo di scrittura basato sulla corrente richiede ancora una certa quantità di energia, il che significa che genera calore durante la scrittura dei dati. Inoltre, la sua capacità di memoria è limitata da quanto vicini tra loro possono essere fisicamente collocati i bit, un processo che è limitato anch’esso dalle correnti necessarie per scrivere le informazioni. La bassa capacità di bit, a sua volta, si traduce in un costo relativamente grande per bit, limitando la gamma di applicazioni delle attuali STT.

Nelle MeRAM, il team dell'UCLA ha sostituito la corrente con la tensione per scrivere i dati nella memoria: cioè viene utilizzata la differenza di potenziale elettrico per commutare i bit magnetici e registrare così le informazioni nella memoria. Ciò elimina la necessità di spostare un gran numero di elettroni attraverso i fili e di conseguenza porta a memorie che generano molto meno calore, rendendo i computer da dieci a mille volte più efficienti energicamente. Inoltre la memoria può essere più di cinque volte più densa, con più bit di informazioni memorizzati nella stessa area fisica, il che abbassa anche il costo per bit.



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