Para peneliti telah mengembangkan perangkat memori perubahan fase inovatif yang menjanjikan konsumsi daya rendah dan mengurangi biaya produksi. Perkembangan ini, yang berpotensi menggantikan memori flash DRAM dan NAND, terkenal karena efisiensinya dan dapat berdampak signifikan pada masa depan memori dan teknologi komputasi neuromorfik. Kredit: SciTechDaily.com
KAIST para peneliti telah menciptakan perangkat memori perubahan fase berdaya rendah dan hemat biaya, menetapkan standar baru dalam teknologi memori.
Sebuah tim peneliti Korea menjadi berita utama dengan mengembangkan perangkat memori baru yang dapat digunakan untuk menggantikan memori yang ada atau digunakan dalam penerapan komputasi neuromorfik untuk perangkat keras kecerdasan buatan generasi berikutnya karena biaya pemrosesan yang rendah dan konsumsi daya yang sangat rendah.
KAIST (Presiden Kwang-Hyung Lee) mengumumkan pada tanggal 4 April bahwa tim peneliti Profesor Shinhyun Choi di Sekolah Teknik Elektro telah mengembangkan perangkat memori perubahan fase* generasi berikutnya yang menampilkan konsumsi daya sangat rendah yang dapat menggantikan memori flash DRAM dan NAND .
Memori Perubahan Fase
Perangkat memori yang menyimpan dan/atau memproses informasi dengan mengubah keadaan kristal suatu bahan menjadi amorf atau kristal menggunakan panas, sehingga mengubah keadaan ketahanannya.
Memori perubahan fase yang ada memiliki masalah seperti proses fabrikasi yang mahal untuk membuat perangkat berskala besar dan memerlukan daya yang besar untuk pengoperasiannya. Untuk mengatasi masalah ini, tim peneliti Profesor Choi mengembangkan perangkat memori perubahan fasa berdaya sangat rendah dengan membentuk secara elektrik filamen yang dapat diubah fasa berskala nanometer (nm) yang sangat kecil tanpa proses fabrikasi yang mahal. Perkembangan baru ini memiliki keunggulan luar biasa karena tidak hanya memiliki biaya pemrosesan yang sangat rendah namun juga memungkinkan pengoperasian dengan konsumsi daya yang sangat rendah.
DRAM, salah satu memori yang paling populer digunakan, sangat cepat, namun memiliki karakteristik mudah menguap di mana data hilang saat listrik dimatikan. Memori flash NAND, sebuah perangkat penyimpanan, memiliki kecepatan baca/tulis yang relatif lambat, namun memiliki karakteristik non-volatil yang memungkinkannya menyimpan data bahkan ketika listrik padam.
Gambar 1. Ilustrasi perangkat memori perubahan fasa daya sangat rendah yang dikembangkan melalui penelitian ini dan perbandingan konsumsi daya oleh perangkat memori perubahan fasa yang baru dikembangkan dibandingkan dengan perangkat memori perubahan fasa konvensional. Kredit: KAIST Teknologi Nano yang Muncul dan Sistem Terintegrasi
Memori perubahan fase, di sisi lain, menggabungkan keunggulan memori flash DRAM dan NAND, menawarkan karakteristik kecepatan tinggi dan non-volatil. Oleh karena itu, memori perubahan fase sedang disorot sebagai memori generasi berikutnya yang dapat menggantikan memori yang ada, dan sedang diteliti secara aktif sebagai teknologi memori atau teknologi komputasi neuromorfik yang meniru otak manusia.
Namun, perangkat memori perubahan fase konvensional memerlukan daya yang besar untuk beroperasi, sehingga sulit untuk membuat produk memori praktis berkapasitas besar atau mewujudkan sistem komputasi neuromorfik. Untuk memaksimalkan efisiensi termal untuk pengoperasian perangkat memori, upaya penelitian sebelumnya berfokus pada pengurangan konsumsi daya dengan memperkecil ukuran fisik perangkat melalui penggunaan teknologi litografi tercanggih, namun upaya tersebut menemui keterbatasan. dalam hal kepraktisan karena tingkat peningkatan konsumsi daya minimal sedangkan biaya dan kesulitan fabrikasi meningkat seiring dengan setiap perbaikan.
Untuk mengatasi masalah konsumsi daya memori perubahan fasa, tim peneliti Profesor Shinhyun Choi menciptakan metode untuk membentuk bahan perubahan fasa secara elektrik di area yang sangat kecil, dan berhasil menerapkan perangkat memori perubahan fasa berdaya sangat rendah yang mengonsumsi daya 15 kali lebih sedikit. daripada perangkat memori perubahan fasa konvensional yang dibuat dengan alat litografi yang mahal.
Profesor Shinhyun Choi menyatakan keyakinannya yang kuat mengenai bagaimana penelitian ini akan berkembang di masa depan dalam bidang penelitian baru dengan mengatakan, “Perangkat memori perubahan fase yang kami kembangkan sangat penting karena menawarkan pendekatan baru untuk memecahkan masalah yang masih ada dalam menghasilkan memori. perangkat dengan biaya produksi dan efisiensi energi yang jauh lebih baik. Kami berharap hasil penelitian kami dapat menjadi landasan rekayasa elektronik masa depan, memungkinkan berbagai aplikasi termasuk memori vertikal tiga dimensi berdensitas tinggi dan sistem komputasi neuromorfik seiring dengan terbukanya kemungkinan untuk memilih dari berbagai material.” Dia melanjutkan dengan menambahkan, “Saya ingin mengucapkan terima kasih kepada National Research Foundation of Korea dan National NanoFab Center yang telah mendukung penelitian ini.”
Studi ini, di mana See-On Park, seorang mahasiswa Program Terpadu MS-PhD, dan Seokman Hong, seorang mahasiswa doktoral dari Sekolah Teknik Elektro di KAIST, berpartisipasi sebagai penulis pertama, diterbitkan pada tanggal 4 April di edisi April majalah jurnal akademis internasional ternama Alam.
Referensi: “Memori perubahan fase melalui nano-filamen terbatas yang dapat diubah fase” oleh See-On Park, Seokman Hong, Su-Jin Sung, Dawon Kim, Seokho Seo, Hakcheon Jeong, Taehoon Park, Won Joon Cho, Jeehwan Kim dan Shinhyun Choi, 3 April 2024, Alam.
DOI: 10.1038/s41586-024-07230-5
Penelitian ini dilakukan dengan dukungan dari Proyek Pengembangan Teknologi Semikonduktor Cerdas Generasi Berikutnya, Proyek Pengembangan Teknologi Inti Semikonduktor (Perangkat) PIM AI, Program Penelitian Berkembang Unggul dari National Research Foundation of Korea, dan Proyek Pengembangan Perangkat Nanomedis Berbasis Proses Semikonduktor dari Pusat NanoFab Nasional.
