Samsung z prawdziwym przełomem. Nowy rodzaj pamięci flash NAND zużywa nawet o 96% mniej mocy niż dotychczasowa technologia
Istnieje spora szansa na to, że Samsung znalazł skuteczne remedium na rosnącą prądożerność centrów danych maści wszelakiej. Nowy rodzaj pamięci flash NAND pozwala zaoszczędzić nawet 96% energii w zestawieniu ze stosowaną obecnie technologią.
Jak napisano w artykule opublikowanym na łamach Wccftech, Samsung dokonał znaczącego przełomu w kontekście pamięci flash NAND. Inżynierom koreańskiego giganta udało się opracować energooszczędną wersję tej technologii, a ich wynalazek potrzebuje do działania ok. 96% mniej mocy, niż tradycyjne układy tego typu. Mimo że jest to niewątpliwe osiągnięcie, nie wiadomo, kiedy będzie gotowe do zastosowania w praktyce. Przewiduje się, iż minie jeszcze sporo czasu, nim twór Samsunga trafi do komercyjnego użytku, wliczając w to nie tylko centra danych, ale również m.in. smartfony, które bez wątpienia wiele zyskają na zmniejszonym poborze energii.
Samsung opracował energooszczędną pamięć flash NAND
Wysoki pobór mocy to jedna z największych bolączek obecnej technologii. Rozwój sztucznej inteligencji doprowadził do ogromnego zapotrzebowania na pamięć, co, w konsekwencji, wywołało gwałtowny wzrost jej cen na rynku. Centra danych, wykorzystywane w procesach szkolenia i utrzymywania modeli AI, pożerają ogromne ilości prądu, a wprowadzenie do sprzedaży produktu Samsunga może pomóc uniknąć firmom milionowych rachunków za energię. Dla przykładu, planowany przez Stany Zjednoczone projekt Stargate może zużywać nawet do 7 GW, a zestawiając go z istniejącą już infrastrukturą wykorzystywaną przez OpenAI, łączny pobór mocy rośnie do 17 GW – czyli, tyle ile wynosi zapotrzebowanie Szwajcarii oraz Portugalii razem wziętych, i to w szczytowych momentach.
W jaki sposób Samsungowi udało się dokonać tak dużej zmianie w pamięci NAND? Z dostępnych informacji wynika, iż odbyło się to za sprawą zablokowania prądów poniżej napięcia progowego. Pozwoliło to kontrolować prąd upływowy, a co za tym idzie – poprawić wydajność energetyczną. Jednym z powodów stojących za znaczną mocożernością tego typu pamięci jest stała obecność prądów upływowych w przełącznikach komórek – nawet tych, które zostały wyłączone. Owe komórki są połączone szeregowo i wchodzą w skład struktur łańcucha, odpowiadając przy tym za przechowywanie danych. Zasada jest taka, że im więcej komórek w łańcuchu, tym wyższe zużycie energii. Wpływ na to ma również wysokość warstwy, szczególnie podczas operacji zapisu oraz odczytu.
Koreańczykom, jak już zostało wspomniane, udało się obejść tę niedogodność. Jak możemy przeczytać w streszczeniu pracy naukowej pt. "Ferroelectric transistors for low-power NAND flash memory" (pol. Tranzystory ferroelektryczne do pamięci flash NAND o niskim poborze mocy):
Obniżenie napięcia przejścia stanowi jednak wyzwanie: prowadzi ono do zmniejszenia okna pamięci, ograniczając możliwość działania wielopoziomowego. W tym przypadku, dzięki stosowi bramek złożonym z hafnu domieszkowanego cyrkonem i kanału półprzewodnikowego z tlenku, przedstawiamy tranzystory ferroelektryczne z efektem polowym (FeFET) o bardzo niskim poborze mocy, które rozwiązują ten dylemat. Nasze tranzystory FeFET zapewniają wielopoziomową wydajność do 5 bitów na komórkę, co jest porównywalne z obecną technologią NAND lub nawet ją przewyższa, a jednocześnie wykazują niemal zerowe napięcie przejścia, oszczędzając do 96% energii w operacjach na poziomie ciągu w porównaniu z konwencjonalnymi odpowiednikami. Trójwymiarowa integracja stosów FeFET w strukturach pionowych z krótkim kanałem 25 nm zachowuje solidne właściwości elektryczne i podkreśla działanie ciągu przy niskim napięciu przejścia w skalowanych wymiarach.
Badacze pod wodzą Sijung Yoo są zdania, iż ich odkrycie przeciera drogę dla "pamięci masowej nowej generacji", która cechuje się nie tylko zwiększoną pojemnością, ale także wydajnością energetyczną oraz niezawodnością. Jako konsumentom pozostaje nam jedynie trzymać kciuki za to, aby ich teoria okazała się prawdziwa, a także za to, aby wynalazek nie kosztował kroci.
Jakub Dmuchowski, redaktor pcformat.pl