Samsung rivoluziona il NAND con transistor ferroelettrici a basso consumo
Sviluppato un design innovativo per ridurre il consumo energetico del NAND fino al 96% utilizzando transistor ferroelettrici.
I ricercatori del Samsung Advanced Institute of Technology hanno presentato una nuova architettura NAND in grado di ridurre i consumi energetici fino al 96%. Questo è reso possibile grazie all'uso di un ferroelectric field-effect transistor (FeFET) che combina un ferroelettrico a base di afnio con un canale semiconduttore a ossidi, introducendo un'operazione a pass-voltage quasi zero.
La struttura moderna delle NAND richiede un voltaggio di passaggio per leggere o programmare le celle, aumentando il consumo energetico con l'aumento degli strati. Il nuovo design FeFET potrebbe ridimensionare questo problema, grazie alla sua capacità di supportare operazioni multi-livello con una finestra di memoria ampia e una soglia di voltaggio inferiore a zero.
I test iniziali, su array planari e stringhe verticali simili alla geometria 3D NAND, hanno dimostrato una riduzione significativa del consumo energetico rispetto ai tradizionali stack di trap carica. I ricercatori stimano che un dispositivo con 286 strati basato su questo design possa ridurre l'energia combinata di programmazione e lettura del 94%. Con uno stack di 1.024 strati, la riduzione supera il 96%.
Sebbene la ricerca sia ancora in fase preliminare e richieda ulteriori sviluppi, rappresenta una pietra miliare per le future generazioni di NAND a basso consumo.
Cosa sono i transistor a effetto di campo ferroelettrici (FeFET) e come funzionano?
I FeFET sono transistor che utilizzano materiali ferroelettrici nel gate per memorizzare informazioni attraverso stati di polarizzazione stabili. Questa caratteristica consente operazioni di memoria non volatile con velocità elevate e basso consumo energetico.
Quali sono i vantaggi dell'utilizzo dei FeFET nelle memorie NAND rispetto alle architetture tradizionali?
I FeFET offrono una finestra di memoria più ampia e operazioni multi-livello, riducendo il consumo energetico grazie a tensioni di passaggio quasi nulle. Questo li rende ideali per applicazioni ad alta densità e basso consumo.
In che modo la nuova architettura NAND proposta dai ricercatori del Samsung Advanced Institute of Technology riduce il consumo energetico?
L'architettura utilizza FeFET con materiali ferroelettrici a base di afnio e canali a ossidi semiconduttori, permettendo operazioni a tensione di passaggio quasi zero. Questo design consente una riduzione del consumo energetico fino al 96% rispetto alle NAND tradizionali.
Quali sono le sfide attuali nell'implementazione dei FeFET nelle memorie NAND 3D?
Le sfide includono la gestione degli effetti di interferenza tra celle adiacenti e la necessità di materiali ferroelettrici con proprietà adeguate per garantire prestazioni affidabili e scalabili.
Come si confrontano le prestazioni dei FeFET con quelle delle memorie NAND tradizionali in termini di velocità e durata?
I FeFET offrono velocità di operazione più elevate e una maggiore durata, con capacità di resistere a oltre 100 milioni di cicli di programmazione/cancellazione, superando significativamente le memorie NAND tradizionali.
Quali sono le potenziali applicazioni future dei FeFET oltre alle memorie NAND?
I FeFET possono essere utilizzati in sistemi neuromorfici per simulare sinapsi artificiali, grazie alla loro capacità di memorizzare stati multipli e alla velocità di commutazione, rendendoli adatti per applicazioni di intelligenza artificiale e apprendimento automatico.
