29 oktober 2007
Amerikaanse onderzoekers hebben een computergeheugen ontwikkeld dat (volgens hun zeggen) duizend keer zuiniger is dan het veelgebruikte flashgeheugen en daarbij nog tien keer zo goedkoop. De onderzoekers van het Center for Applied Nanoionics van de Arizona State University (ASU) manipuleerden geladen koperdeeltjes op moleculair niveau. De technologie is door de onderzoekers PMC genoemd: Programmable Metallization Cell. PMC werkt volstrekt afwijkend van de normale opslag op flash-drives. In plaats van bits als electronische lading op te slaan wordt een brug gebouwd tussen twee elektrodes. Een brug representeert een één, geen brug nul. Deze opslagmethode, waarbij realtime bruggen worden opgebouwd en afgebroken, vindt zijn oorsprong in de nano-ionics, een technologie voor het transformeren van postitief geladen atomen. Drie bedrijven hebben via de spinn-of van de universiteit, Axon Technologies, een licentie genomen op de nieuwe technologie: chipfabrikant Micron Technology, computergeheugenleverancier Qimonda en Adesto, een startende chipfabrikant in de Silicon Valley.
Het onderzoeksteam bestond uit Christina Schindler, Rainer Waser (van het Forschungszentrum Julich, Duitsland), Sarath Chandran Puthen Thermadam en Michael Kozicki van het ASU's Center for Applied Nanoionics. 'A thumb drive using our memory could store a terabyte of information', zegt Kozicki, directeur van het ASU-instituut, dat de technologie heeft ontwikkeld. 'All the current limitations in portable electronic storage could go away. You could record video of every event in your life and store it. We’ve developed a new type of old memory, but really it is the perfect memory for what’s going to be required in future generations. It’s very low-energy. You can scale it down to the nanoscale. You can pack a lot of it into a small space'. De nieuwe technologie komt op een moment dat de bestaande opslagtechnieken hun fysieke grenzen beginnen te bereiken. De kleine schaal die nu benodigd is voor nieuwe apparaten, maakt flash-geheugen instabiel. De grenzen van flash-geheugen worden in ieder geval al bereikt. Het risico bestaat dat dat de productontwikkeling van fabrikanten van mobiele apparatuur, zoals Apple en Sandisk, ernstig belemmert. In een paper gepubliceerd in het oktobernummer van IEEE Transactions on Electronic Devices beschrijven Kozicki en zijn collega's hoe dat PMC een 'on demand' koperen brug bouwen tussen twee electroden ('Bipolar and Unipolar Resistive Switching in Cu-doped SiO2'). De sleuteltechnologie is nanoionics. 'In PMC memory, the charged atoms, or ions, are harnessed by applying a negative charge, which transforms them into copper atoms lined up to form nanowires', zo zegt Kozicki. 'The process is like condensing a crystal from a solution, except that the process is almost infinitely reversible. If the PMC is fed a positive charge, the copper atoms return to their previous free-floating state, and the nanowires disassemble. The technology can be built from materials commonly used in the memory industry, which should help keep manufacturing costs down'. Kozicki zegt dat het eerste product waarin het geheugen wordt toegepast, in 18 maanden wordt gepresenteerd. De bedrijven die een licentie van Kozicki hebben afgenomen geloven dat 'the technology will deliver the outsize improvements that could drive the memory mainstream. No other technology can deliver the orders-of-magnitude improvement in power, performance and cost that this memory can', zegt Narbeh Derhacobian, CEO van Adesto, die voorheen werkzaam was bij AMD's flash-geheugen divisie. 'In using readily available materials, we've provided a way for this memory to be made at essentially zero extra cost, because the materials you need are already used in the chips — all you have to do is mix them in a slightly different way', zo zegt Kozicki. 'We've actually been able to move something the size of a virus between electrodes to switch them from a high resistance to a low resistance, which is great for memory'.
