Doorbraak voor nanogeheugen geforceerd

Onderzoekers van de Arizona State Universiteit claimen nanogeheugen ontworpen te hebben dat goedkoop te fabriceren is, grotere opslagcapaciteiten dichterbij brengt en sneller en energiezuiniger is dan conventioneel geheugen.

Onderzoekers proberen geheugen op twee manieren verder te miniaturiseren, aldus de ASU: door verder te borduren op huidige geheugentechnologieën of door de sprong naar een nieuwe generatie te wagen. ASU's Center for Applied Nanoionics claimt beide te doen. 'We hebben een nieuw type oud geheugen ontwikkeld', aldus Michael Kozicki, hoofd van het CANi.

Het CANi maakt bij het geheugen geen gebruik van lading om informatie op te slaan, maar van weerstand. De beperkingen van het gebruik van elektronica omzeilen de wetenschappers door gebruik te maken van nanoionics: een techniek om ionen binnen nanosystemen te transporteren. 'We zijn erin geslaagd iets ter grootte van een virus tussen elektrodes te bewegen voor de switch van hoge weerstand naar lage weerstand', aldus Kozicki.

Bedrijven als Micron en Qimonda zijn ook al bezig met geheugen op basis van de verandering van weerstand, maar het materiaal dat ze gebruiken wordt verder niet gebruikt in de geheugenindustrie, waardoor nieuwe ontwikkeltechnieken vereist zijn.

Het CANi daarentegen gebruikt materialen die al jarenlang gemeengoed zijn bij de fabricage van geheugen. Het onderzoeksteam koos er onder andere voor om siliciumoxide te mengen met koper, hetgeen hoogst ongebruikelijk is binnen de industrie. Ze wisten daardoor echter nanoschakelaars te ontwikkelen die de juiste eigenschappen hadden met betrekking tot weerstand. De minuscuul kleine hoeveelheden koper worden door de vermenging namelijk mobiel waardoor ze door het materiaal getransporteerd kunnen worden, volgens Kozicki.

What it means is we could replace all of the memory in all sorts of applications – from laptops to iPods to cell phones to whatever – with this one type of memory,” Kozicki says. “Because it is so low energy, we can pack a lot of memory and not drain battery power; and it’s not volatile – you can switch everything off and retain information. What makes this significant is that we are using materials that are already in use in the semiconductor industry to create a component that’s never been thought of before.

Reacties (36)

[diederik77]

claimen nanogeheugen ontworpen te hebben

'We zijn erin geslaagd iets ter grootte van een virus tussen elektrodes te bewegen voor de switch van hoge weerstand naar lage weerstand', aldus Kozicki.

Dat is niet erg klein... conventioneel flashgeheugen zit nu opde 30nm, en zij zitten op de grootte van een virus. Dat is volgens deze website 20-400nm. Ze zijn dus nogal vaag over de grootte van het geheugen. Als ze echt een groottedoorbraak hadden gemaakt hadden ze vast wel meer exact gemeld hoe groot dat dan zou zijn.

@Mr_Atheist:
Je hebt gelijk dat die 30nm alleen maar de gate is. Bovendien bestaat 1 geheugencel bij een flashgeheugen uit minimaal 2 nand-poorten, die beide uit 4 transistors bestaan.
Volgens het artikel zijn ze er in geslaagd om "iets ter grootte van een virus tussen elektrodes te bewegen". Ik vraag me wel af of die 'elektrodes' ook echt de terminals van het geheugenelement zijn, maar misschien inderdaad wel. Dan vind ik het nog wel jammer dat ze zo vaag zijn over de grootte, maar het zou inderdaad kleiner kunnen zijn dan een conventioneel geheugen.

[Reactie gewijzigd door diederik77 op 10 augustus 2024 12:33]

[0rbit]

Je haalt nu twee dingen door elkaar. Die 30 nm is namelijk de dikte van de gate van een transistor. Dat is dus de middelste laag van het ding; De emittor en de drain zijn veel breder! Die lengte van een virus slaat zoals ik het begrijp op de lengte van het te schakelen element (inclusief terminals). Waarschijnlijk is het geheel dus per bit, zelfs met omliggende overhead, kleiner dan een transistor.

Daarnaast moet je in het ontwerp altijd rekening houden met overspraak; Je moet ruimte laten tussen transistoren omdat ze elkaar anders gaan beinvloeden bij het schakelen. Er wordt in het artikel niets vermeld over de hoeveelheid overspraak in de nieuwe techniek. Waarschijnlijk is dat een van de punten waar nog volop onderzoek naar gedaan moet worden. Het is grotendeels afhankelijk van de gebruikte materialen en de grootte van de stromen. Aangezien het energieverbruik lager is en de stroom om te schakelen dientengevolge ook, mag je bij gelijkblijvende materialen verwachten dat de hoeveelheid overspraak in dezelfde orde van grootte ligt ten opzichte van de grootte van de structuren. Wederom lijkt het er dan op dat de bitdichtheid in dit soort geheugen kleiner zal kunnen zijn dan die in traditionele ontwerpen.

[Soldaatje]

Inderdaad vaag, waarom zeggen ze niet gewoon op welk procédé ze gaan bakken.
Dat bespaart ons een hoop moeite en wantrouwen want op dit moment ruikt dit naar een hoax.

En WTH heeft dit met een virus te maken??

[Reactie gewijzigd door Soldaatje op 10 augustus 2024 12:33]

[Luminair]

Omdat het niet gaat om het prodece. Dat het op zo'n laag procede kan is maar een detail.
De ware waarde ligt in de nanoschakelaars met precies de juiste eigenschappen.

[Little Penguin]

Wat ik niet uit dit artikel kan halen is in hoeverre dit soort geheugen net zo lang mee gaat als 'ouderwets' geheugen. In de inleiding worden diverse classificaties aan deze uitvinding gegeven: 'sneller', 'goedkoper' en 'energiezuiniger'.

Men heeft het echter niet over levensduur. Om eerlijk te zijn ben ik dus bang dat er nog een adder onder het gras verstopt ligt...

[chezrene]

Die angst lijkt me niet ongegrond, maar nieuwe technieken moeten natuurlijk doorontwikkeld worden.

Voorlopig verwacht ik deze technologie niet bij de consument thuis en er is dus nog genoeg tijd om de levensduur en dergelijke op te krikken.

Maar toch vroeg ik me af toen ik dit bericht las: kan het alsmaar kleiner? Uiteindelijk is er toch een grens en dan kan de bestaande techniek alleen nog verfijnd en verbeterd worden. Maar die tijd zullen we helaas niet meemaken, ook al zou het wel interessant zijn om het verloop van de techniek te volgen.

[Reactie gewijzigd door chezrene op 10 augustus 2024 12:33]

[Verwijderd]

De grens is de grootte van één elektron veronderstel ik, of kan dat ook nog opgedeeld worden?

[Mijzelf]

Misschien kan dat niet verder opgedeeld, maar waarom zou je in één elektron niet meer dan één bit kwijt kunnen? Electron in lage baan is 0, in middelbaan is 1, in hoge baan is 2. Geen electron is 3. Zomaar 2 bits gecodeerd met slechts 1 electron.

Nu het schrijven en lezen nog

[2playgames]

Nu het schrijven en lezen nog

daar zal wel een overhead van 4 moleculen aan plakken

[Devata]

Nou je hebt de M-theorie (Het is een theorie, dus of die klopt is niet zeker. Dat proberen ze nu uit te vinden, maar volgens een aantal berekening klopt in ieder geval de basis ervan wel, al zullen waarschijnlijk de details niet kloppen)

Hoe dan ook de M-theorie is de laatste versie van de string-theorie (Wat eigenlijk meerdere theorieën waren, terwijl het een theorie moest zijn.. Dat was een probleem en daar is de M-theorie weer uitgehaald.. die combineert die string-theorieën )

Maar goed, als we dus kijken naar die M-theorie dan zegt die dat een protoon is opgebouwd uit “strings” (energiedraden) en membramen (ook energievormen) en die “stings” zitten aan die membramen vast maar er zitten er ook los enz enz... Daarnaast zegt die theorie ook nog dat er 11 dementi’s zijn.. Als je van deze Theorie nooit eerder hebt gehoord dan klikt het als en film maar dit is echt een theorie waar mensen zich mee bezig houden.

Hoe dan ook, om terug te komen bij dat kleinste onderdeel (daarvoor moest ik even stukje M-theorie uitleggen) die” strings” en “membramen” zijn dus volgens de M-theorie de kleinste delen die bestaan.. Zo een “string” is zo klein dat als je een protoon zou uitrekken tot de grote van het heelal of universum (weet ik even iet meer. en weet ook niet of er een verschil tussen is:P) maar dan is een zo'n “string” de grote van ongeveer en boom.

Dus tot zo ver zou het dan maximaal mogelijk zijn om te gaan (qua hoe klein).. dat wilt zeggen dat je in een protoon evenveel bitjes kunt duwen (als we een “sting” als een bit zien) als het aantal bomen in het helen heelal.. Ik moet erbij zeggen. dat laatste heb ik dan zelf verzonnen.. Met de kennis dat een zo’n “string” die grote heeft.. En er zullen vast nog een hoop ogen en haken aan zitten maar theoretisch klopt het dus wel wat ik zeg. (En dan heb ik het er nog niet over gehad dat je het dus MISSCHIEN ook nog in 11 dementi’s kunt opslaan.. )

Kun je het nog volgen? Dat maakt één proton dan goed voor nog meer opslag als alle opslagmedium op dit moment op deze aarde bij elkaar.
Vanaf hier gaat het erg off-topic ! : (Niet meer belangrijk om te lezen maar had het nu eenmaal getypt dus laat het maar staan) Conclusie was, het kan dus nog veel kleiner.
Maar als we dat willen mee maken zullen we toch ouder moeten worden dan 100 jaar.. ook al zouden we in de komende 50 jaar een vooruitgang boeken vergelijkbaar met die van de afgelopen 500 jaar en dat blijft dan exponentieel toenemen (Ook dit komt van een of andere deskundige.)

Daarbij zijn ze al over een aantal jaar (misschien nu al) in staat een mens 3 keer zo oud te laten worden(Door het stuk schieten van bepaalde dingen in ons DNA), of ze dat echter ook bekent maken en gaan doen is niet bekent (Ga er maar niet van uit:P) vanwege het feit dat ze de bijverschijnselen niet kennen.. Hoe dan ook de kans bestaat dan toch dat je het nog mee maakt ook nog.

Klinkt allemaal raar maar denk er maar eens aan dat 105 (of zoiets) jaar geleden voor het eerst iets van een soort vliegtuig werd bedacht dat +-5 min omhoog kon blijven.. en kijk nu.. Onze opa's leefden in een tijd zonder auto's, zonder vliegtuigen, zonder computers, zonder telefoons.. dus zeg nooit, nooit.. Wie weet maken wij nog het eeuwige leven mee:P maar dit is een beetje off-topic gegaan. wat ik wilde aangeven... Ja het kan nog heeeeeeeel veeeeel kleiner.


Edit: Grootste gedeelte van de fouten eruit gehaald om het leesbaarder te maken.. sorry dat ik dat niet meteen al had gedaan.

[Reactie gewijzigd door Devata op 10 augustus 2024 12:33]

[E-Mile]

Rare reactie..,dit is interessante theorie, die wellicht enigszins off-topic is, maar in kern een prima verhaal bezit.. Maar wat ik me nou afvraag, als je zo'n verhaal typt, kun je dan niet even de tekst nakijken, je typfouten verbeteren, en woorden als bed8 etc. niet gebruiken. Overal zie ik afkortingen, verkeerde woorden etc. waardoor ik constant afgeleid wordt van het werkelijke verhaal. No offense, maar je verhaal is echt interessant, de theorie erachter klopt, maar mensen kunnen het niet lezen omdat je niet fatsoenlijk schrijft. En dat is een gemiste kans!

[chezrene]

Ik heb inderdaad gehoord van die theorie en ook van die voorspelde exponentiële groei waar jij over spreekt, maar het blijft koffiedik kijken. Zeker ook doordat men er nog steeds niet helemaal uit is met die theorie.

Overigens vind ik je uitleg niet echt duidelijk en to-the-point, ondanks de leesbaarheidsverbeteringen.

Hier nog een paar links voor degene die zich meer in het onderwerp wil verdiepen:
http://itf.fys.kuleuven.a...I/XXIlestekst/node13.html
http://nl.wikipedia.org/wiki/M-theorie

[Reactie gewijzigd door chezrene op 10 augustus 2024 12:33]

[Zyppora]

Men heeft het helemaal niet over nadelen, slechts over voordelen. Ik vind het aardig verdacht lijken op een verkooppraatje, misschien om inversteerders aan te sporen. Zoals je zelf al aangeeft: levensduur wordt niet genoemd. Er wordt gesuggereerd dat het volledig compatibel is met de huidige technologieen, maar ik vrees dat het toch wat anders zal liggen dan simpelweg het RAM-chipje lossolderen en er zo'n nano-geheugenchipje voor in de plaats solderen. Hoe massaproductie-vatbaar is het? Komen er bij het productie-proces/gebruik schadelijke stoffen kijken? Etc.
[/rant]

[STFU]

Zeker goed nieuws om te horen dat men de bakens durft te verzetten en niet alleen bezig is met 'slechts' het verbeteren van bestaande technieken.

Echter ik lees niets over snelheid en latency van dit 'weerstandgeheugen'. Dat lijken me niet geheel onbelangrijke eigenschappen wil men het toepassen als werkgeheugen in computers

Edit: ik lees net dat er staat dat het sneller zal zijn..... OK

[Reactie gewijzigd door STFU op 10 augustus 2024 12:33]

[ZanomiX]

Heeft het wel een latency aangezien het niet vluchtig is? Er staat namelijk: you can switch everything off and retain information.

[Reactie gewijzigd door ZanomiX op 10 augustus 2024 12:33]

[GoBieN-Be]

latency met het al of niet vluchtig zijn te maken ? Latency is toch de toeganstijd, maw hoe lang het duurt om een bit te lezen of te schrijven grofweg gezegd. Of ben ik hier compleet mis in ?

[0rbit]

Je hebt gelijk, maar er is ook een andere latency, maar dan meer in het wereldje van de energieopslag. Ieder geheugen is op den duur natuurlijk vluchtig als je het maar lang genoeg blootstelt aan straling, temperatuurverschillen. Op een geologische tijdschaal; misschien zelfs wel een stuk korter is er altijd sprake van vluchtigheid.

De latency in de zin van toegangstijd heeft in principe niets met vluchtigheid te maken. Wel kan het zijn dat je om vluchtigheid tegen te gaan de toegangstijden en de snelheid van lees- en schrijfacties moet terugbrengen. Dit zie je natuurlijk vooral bij harde schijven. Een bitje wat onvoldoende gemagnetiseerd is is onleesbaar. Een bitje wat net voldoende gemagnetiseerd is is waarschijnlijk vluchtiger dan een bitje dat ruim voldoende gemagnetiseerd is. Dat hangt natuurlijk allemaal weer af van de omgevingstemperatuur. Een lagere temperatuur stelt je in staat bitjes sneller van voldoende magnetisatie te voorzien. De hysterese is dan kleiner. Ook het gebruikte materiaal van de platter en de lees- en schrijfkop is hierop van invloed; Een materiaal wat moeilijk te magnetiseren is staat je niet toe snel bitjes te schrijven, tenzij je met grotere stromen gaat werken, maar dat beinvloed weer de grootte van de bitjes; de temperatuur van de kop etc.

In geheugen heb je soortgelijke effecten, maar dan met lading. Dat zal voor deze techniek niet anders zijn, omdat ook met mobiele lading gewerkt wordt. Je moet voldoende lading aan- en afvoeren om een capaciteit te vullen (of in dit geval een weerstand te veranderen). Dit bepaalt in grote mate de latency van geheugen. Kleinere capaciteiten laten zich gemakkelijker vullen, maar zijn in die zin ook gelijk vluchtiger; de lading kan potentieel sneller weglekken. Bij deze techniek zal een hoop afhangen van de stabiliteit van de gebruikte verbindingen. Ik neem aan dat deze vergelijkbaar is met die van de traditionele verbindingen die men gebruikt om informatie op te slaan.

[ZanomiX]

Ja dit klopt, maar deze wordt bepaald doordat het geheugen constant 'gerefreshed' moet worden, en dat komt doordat bv ram, vluchtig is.

[Caris]

Denk dat het ook iets te maken heeft met toegangstijd.

[[]InTeR[]]

Inderdaad, ik ben benieuwd naar de prestaties.

[Mbasjes]

Het klinkt alsof ze het binnen een jaar op de markt willen brengen.....

Maar dit gaat zeker nog een paar jaar duren.....helaas...altijd maar weer!

[Verwijderd]

Zulke dingen moeten eerst nog een tijd rijpen, alle mogelijke fouten één voor één eruithalen of minimaliseren, dan moet het nog naar de fabrikanten, die moeten het leren kennen, dan nog kunnen in een bruikbaar formaat omzetten... Klinkt redelijk normaal dat dit enkele jaren kan duren.

[Edmin]

Innovatie die alleen maar toegeluichd kan worden. Nog energiezuiniger geheugen is natuurlijk altijd welkom, maar ik mis toch nog een paar specificaties.

+het is energiezuinig
+nog verdere miniaturisatie
+uit bestaande materialen in de semiconductor industrie
+bewaren zonder dat er spanning op het geheugen staat

Maar is het ook sneller? Over lees-, schrijf- en toegangstijd kan ik niets terugvinden, behalve dan in de koptekst.

[Reactie gewijzigd door Edmin op 10 augustus 2024 12:33]

[Verwijderd]

Daar zijn ze volgens mij gewoon nog niet aan toe voor die metingen uit te voeren, ze hebben nu gewoon een zeer kleine, energiezuinige manier gevonden om geheugen van te maken.

[Soldaatje]

Zo te lezen wordt dit de nieuwe standaard voor alle geheugentoepassingen.
Nou nog kijken of het ook echt goedkoper is dan bijvoorbeeld hardeschijven.

[cc12]

Jammer dat we hier weer een tijd op zullen moeten wachten. Eerst moet er nog gekeken worden of dit in de praktijk ook goed blijft werken. En dat kost - helaas - tijd.

[E-Mile]

Interessante ontwikkeling die het moment van intrede van nano-tech op consumenten niveau markeert, ook al is het niet direct een praktisch geslaagde poging, of althans, dat moet nog aangetoond worden, maar het principe is, dat dit uiteindelijk zal leiden tot het intreden van de huiskamer met technologie die al een flink aantal jaren aan het ontwikkelen is.
Nano-tech wordt bejubeld door analisten die vermoeden dat deze technologie baanbrekend en zeer invloedrijk zal zijn in het dagelijks leven.
Voorzover ik weet is dit de eerste toepassing die claimt dat het op consumenten (dus massaal) niveau zou kunnen produceren. Met een hoop interessante nieuwe eigenschappen van het materiaal siliciumoxide met koper. Zo wordt het makkelijker om na te gaan wat er voor verdere toepassingen zullen zijn, die huidige computerontwerpen (hardwaretechnisch) wellicht volledig zullen veranderen. Exciting!
Kanttekeningen moeten ook gemaakt, het is bijvoorbeeld nog wel oppassen met veiligheidseisen voor nanotechnologie, zo las ik dit artikel dat verhaalt over wat er misschien zou kunnen gebeuren als nano-deeltjes vrij in de lucht komen. Er wordt bijvoorbeeld al nanotech gebruikt in autobanden, zonder dat er gedegen onderzoek is geweest naar de invloed van nanodeeltjes op de gezondheid. Maar wellicht is dat ook wel koudwatervrees, you decide.

[daft_dutch]

Het is dus eigenlijk een soort van relay schakeling
van kleine naar grote weestand.
als dit zo is is lezen enorm snel. Je propt er een X volt in. En als die er uit komt is het een 1.
schrijven moet je koper verplaatsen. Hoe snel verplaats je dat. Is er een soort van dender als er een spanning op staat.

omgevingsfactoren:
wat doet magnetisme.
schudden of laten vallen doet niet veel denk ik (maar ik ben een leek)

Maar als het echt als een relay kan werken. kan je leuke logica op extreem klein niveau maken