Onderzoekers zetten koolstofbuizen in voor zuinig geheugen

Wetenschappers van de universiteit van Illinois hebben koolstof nanobuizen gebruikt voor de productie van zuinig geheugen. Hun phase change-geheugen zou dankzij de nanobuizen met minder energie toekunnen dan andere varianten.

Onderzoekers werken al geruime tijd aan het gebruik van phase change-materiaal als informatiedragers in geheugen. Dat materiaal kan een amorfe en een kristallijne vorm aannemen, waarbij de interne weerstand van de twee toestanden, of phases, verschilt. De hoge en lage weerstand representeren respectievelijk een 1 en een 0. De overgang van de ene naar de andere toestand wordt bewerkstelligd door het materiaal elektrisch te verwarmen. Afhankelijk van de temperatuur wordt de kristallijne of de amorfe toestand verkregen. Traditioneel worden metalen draden als verwarmingselementen gebruikt, maar de Amerikaanse onderzoekers vervingen het metaal door koolstof nanobuizen.

De nanobuizen die door de Illinois-medewerkers werden gebruikt, zijn zowel enkel- als meerwandige koolstofbuizen. De buisjes werden bevestigd aan metalen contactpunten en het phase change-materiaal werd in zogeheten nanogaps, of kleine onderbrekingen in de buisjes, aangebracht. Een toplaagje siliciumoxide werd gebruikt om de levensduur van de constructies te verlengen. Uit metingen bleek dat de stroom die nodig is om de toestandsveranderingen teweeg te brengen tussen de 1 en 8 micro-ampère bedraagt. Dat zou twee ordegroottes minder zijn dan in opstellingen met metaaldraden.

De lagere schakelstromen worden vooral mogelijk gemaakt door de zeer kleine phase change-bits die het systeem van de Amerikanen mogelijk maakt; alleen het materiaal tussen de nanogaps moet van toestand veranderen. Het zuinige phase change-geheugen zou in de toekomst kunnen worden ingezet in draagbare apparatuur zoals mobiele telefoons, laptops en tablets.

Reacties (14)

[endemion]

Lijkt me dat die fases niet "onthouden" worden als er geen stroom op staat. Of het dan dus echt zo bruikbaar is in mobiele apparaten? Daarnaast lijkt me de omgevingstemperatuur ook nogal van grote invloed op de werking van dit systeem. Als het al niet problemen geeft van gewoon niet werken in een warme omgeving kan ik me voorstellen dat het daar iig veel langzamer werkt. Of hebben we het over temperaturen die veel hoger liggen dan ergens tussen de 0-60 C?

[harrydg]

allemaal non-problemen...
De eerste auto is ook totaal niet meer wat ie nu is. Het onthouden en de omgevingstemperatuur is allemaal oplosbaar. Belangrijk is de technologie! die gaat er hier stevig op vooruit. De "randvoorwaarden" en de "probleempjes" zullen, als de technologie op punt komt, allemaal wel opgelost worden.

Ik kijk er alleszins al naar uit! al denk ik niet dat de "batterijbesparing" in het lijstje van voordelen gaat spelen, ik denk wel dat dit een aanzet kan zijn naar "MEEEEEEEER!!! geheugen"!!!
want geef toe... de cpu's en alles worden zuiniger, maar in plaats van besparen, willen we gewoon meer cores en snellere cores... Levensduur is (geef toe) niet zo belangrijk...

[hollandismad]

Phase-change geheugen werkt door de fysieke staat ervan te veranderen. Dit werkt met verhitting tot een bepaalde temperatuur. Na afkoeling blijft de staat hetzelfde, alleen verhitting naar een andere temperatuur kan dat veranderen. De veranderingen zijn dus zeker wel permanent. Eén van de mogelijke voordelen is dus ook een echte "instant on" functie. Het geheugen wordt namelijk niet gewist bij het stoppen van de stroomtoevoer.
Ook heeft de omgevingstemperatuur vrijwel geen invloed aangezien het om hoge temperaturen gaat van honderden graden.(Dit is(was?) overigens wel een probleem tijdens productie.)

[HolaGanz]

Goede ontwikkeling, maar hoe zit dit met de snelheid van lezen en schrijven? Misschien dat het sneller wordt omdat er minder stroom nodig is, of juist langzamer doordat met temperatuurveranderingen wordt gewerkt?

Edit: uit de bron:

As the ultra-low-power digital memory uses 100 times less energy and is faster than the currently available solutions, it could offer immediate battery life benefits to such devices.

[Reactie gewijzigd door HolaGanz op 23 juli 2024 05:49]

[IIsnickerII]

aangezien het dus een stap vooruit op de huidige technologie is, neem ik aan dat het een duur grapje gaat worden mogen deze bankjes in de nabije toekomst uitkomen.

[Malantur]

Nu niet om mieren te neuken, maar bankjes is iets anders dan wat je bedoelt!
Neem het niet persoonlijk op, je bent niet de enige die de fout maakt.
Hier kan je in een hopeloos veroudert FAQ lezen wat een geheugenbank wel is (komt nog steeds op hetzelfde neer, alleen zitten we een aantal generaties verder natuurlijk).

Wat jij bedoelt is een DIMM, een module of gewoon een reepje.
En voor de volledigheid: die passen dus in een slot van een moederbord.

Aan het modden te zien hebben tweakers blijkbaar liever dat de fout mag blijven bestaan

[Reactie gewijzigd door Malantur op 23 juli 2024 05:49]

[wesjuhdabomb]

Achja.. Fout? Iedereen snapt wat je bedoelt met een bankje als we over geheugen praten. Kan me zo snel geen situatie inbeelden waar je wordt afgewezen oid door een geheugenreepje een geheugenbankje te noemen.

[pvuc]

Klinkt als een leuke verbetering maar zover ik weet is er nog geen enkel commercieel product dat phase change memories gebruikt dus het kan nog wel even duren voordat we dit in onze telefoons terug vinden.

[Ventieldopje]

Onderzoekers zetten koolstofbuizen in voor zuinig geheugen

Misschien omdat ze het nog aan het onderzoeken zijn?

Onderzoek -> niche markt -> consument en niet andersom

[wesjuhdabomb]

Wat pvuc probeert te zeggen is dat het hier gaat om een verbetering in technologie die nog niet op de markt is. Ofwel er was een technologie, nog niet op de markt.. Die is nu ondertussen al verbeterd. Hoelang gaat het dan maar niet duren voordat we dit echt in een telefoon terug vinden?

[Verwijderd]

Leuk principe, ook erg praktisch. Jammer dat er nu pas een redelijke doorbraak in is als dat nog niet eerder is geweest.

Met de superieure eigenschappen van Grafeen t.o.v. carbon nanotubes kunnen deze systemen alleen aan de bak komen wanneer Grafeen-based internal circuits er te lang over doen in de R&D.

Grafeen (monolaag koolstof ) werkt als een super-geleider, vrijwel zonder enig verlies. Enige uitdaging zal inderdaad zijn om een dynamisch systeem te ontwikkelen waarbij je slechts 1 monolaag koolstof op een wafer hebt voor je bit toestanden.

wellicht is het tijd dat bits vervangen worden?

[IIsnickerII]

phoe, als bits veranderd worden, denk ik dat de gehele computer zoals wij die kennen, anders moet gaan werken. ik betwijfel of dit een kwestie is van enkel de hardware aanpassen. alle hardware en software zoals wij die kennen zou gereproduceerd moeten worden. ik denk dat dat nog wel even duurt

[DamonTheron]

Hopelijk komt dit snel uit, sneller geheugen is altijd een feest. Maar goed, dit is vooral voor laptops, netbooks, tablets en smartphones interessant, natuurlijk. Ik vraag me af hoeveel batterij hiermee bespaard kan worden. Twee ordegrotes klinkt als veel, maar ik heb geen idee welk aandeel van het stroomverbruik in dergelijke toepassingen aan het geheugen te wijten is. Als je vergelijkt met desktop PC's is zuiniger geheugen een stuk minder interessant dan, zeg, een zuinigere videokaart. Maar goed, alle beetjes helpen natuurlijk wel.

[Jaco69]

Via een lange omweg zijn we nu weer terug bij buizen.