نشر باحثو سامسونج حسابًا تفصيليًا لبنية NAND التجريبية التي تهدف إلى خفض أحد أكبر استنزاف الطاقة في التكنولوجيا بنسبة تصل إلى 96٪.
العمل – الترانزستور الكهروضوئي لذاكرة فلاش NAND منخفضة الطاقة –تم تنفيذه من قبل باحثين في معهد سامسونج المتقدم للتكنولوجيا ويظهر في المجلة طبيعة. وهو يصف تصميم ترانزستور تأثير المجال الكهروضوئي (FeFET) المخصص لـ NAND ثلاثية الأبعاد في المستقبل، ويجمع بين الترانزستور الكهروضوئي القائم على الهافنيا وقناة أشباه الموصلات الأكسيدية ويقدم عملية تمرير الجهد الكهربي بالقرب من الصفر والتي تشكل أساس رقم تقليل الطاقة بنسبة 96٪.
في NAND الحديثة، يجب أن تكون مجموعة خطوط الكلمات التي تمر عبر كل سلسلة رأسية متحيزة مع جهد تمرير في كل مرة تتم فيها قراءة الخلية أو برمجتها. مع زيادة عدد الطبقات، يزداد أيضًا هذا الحمل، ويمثل الآن حصة كبيرة من إجمالي طاقة المصفوفة نتيجة لزيادة عدد الطبقات. يجادل فريق سامسونج بأن الترانزستور الكهروضوئي ذو نافذة ذاكرة واسعة والحد الأقصى لجهد العتبة المدفوع تحت الصفر يمكن أن يدعم التشغيل متعدد المستويات دون Vpass العالي الذي تعتمد عليه NAND في مصيدة الشحن لتجنب الإزعاج.
لقد أظهروا ذلك أولاً في المصفوفات المستوية التي تعمل بما يصل إلى خمس بتات لكل خلية، ثم في سلسلة عمودية قصيرة مكونة من أربع طبقات مصممة لتقليد هندسة NAND ثلاثية الأبعاد. ويبلغ قياس البوابات المركزية في هذا الهيكل 25 نانومترًا، على غرار الأجهزة التجارية الحالية. تحدد المجموعة مقياس طاقة خاص بـ NAND يجمع بين المساهمات السائدة من سعة خط الكلمات ومضخات الشحن الداخلية التي تولد الفولتية العالية المطلوبة للقراءة والكتابة.
من خلال نمذجة تلك التكاليف لمجموعة كاملة، يقدر الباحثون أن جهازًا مكونًا من 286 طبقة يعتمد على التصميم الكهروضوئي يمكن أن يقلل البرنامج المدمج ويقرأ الطاقة بحوالي 94% مقارنةً بمكدس مصيدة الشحن التقليدية بنفس الارتفاع. عند 1,024 طبقة، يصل التخفيض إلى 96% حيث يؤدي جهد المرور المنخفض إلى تقليل العمل الذي تقوم به مضخات الشحن بشكل حاد.
وتغطي التجارب أيضًا حدود الاستبقاء وركوب الدراجات. في الشكل المستوي، تدعم الخلايا الكهروضوئية نافذة ذاكرة واسعة وتظهر برمجة من خمسة مستويات، على الرغم من أن القدرة على التحمل عند تلك الكثافة تكون متواضعة. يمكن أن يستمر تكوين فئة PLC لبضع مئات من الدورات، في حين يقترب استخدام مكافئ QLC من ألف دورة عند درجة حرارة الغرفة و85 درجة مئوية. لاحظ المؤلفون أن هناك حاجة إلى مزيد من التطوير لمخططات تثبيط البرامج وتوليد الجهد السلبي قبل أن يصبح المصفوفة ثلاثية الأبعاد كاملة مؤهلة للإنتاج. ويشيرون أيضًا إلى أن سلوك قناة الأكسيد تحت ضغط درجات الحرارة المرتفعة يظل مجالًا رئيسيًا لأعمال المتابعة.
وحتى الآن، لا يوجد ما يشير إلى أن سامسونج تخطط لإعلان أي منتج بناءً على هذا العمل. وبدلاً من ذلك، تم وضع الدراسة في إطار جزء من البحث التأسيسي، والذي يتطلب في حد ذاته مزيدًا من التطوير، لأجيال NAND المحتملة منخفضة الطاقة بما يتجاوز خارطة الطريق الحالية لمصيدة الشحن.
احصل على أفضل أخبار Tom's Hardware والمراجعات المتعمقة، مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك.
يتبع أجهزة توم على أخبار جوجل، أو أضفنا كمصدر مفضل، للحصول على آخر الأخبار والتحليلات والمراجعات في خلاصاتك.
التعليقات