FeTRAM: Teknologi Memori Komputer yang Menjanjikan

Rabu, 28 September 2011 -

---

Para peneliti tengah mengembangkan sebuah jenis baru memori komputer yang bisa lebih cepat daripada memori komersial yang ada saat ini dan penggunaan listrik yang jauh lebih sedikit dari perangkat memori flash.

Teknologi ini mengkombinasikan kawat nano silikon dengan polimer “feroelektrik”, bahan yang mengaktifkan polaritas ketika medan listrik dialirkan, memungkinkan tipe baru dari transistor feroelektrik.

“Ini dalam tahap yang masih sangat baru,” kata mahasiswa doktoral Saptarshi Das, yang bekerja sama dengan Joerg Appenzeller, seorang profesor teknik elektro dan komputer dan direktur ilmiah nanoelektrik di Pusat Nanoteknologi Purdue Birck.

Diagram ini menunjukkan tata letak jenis baru memori komputer yang bisa lebih cepat daripada memori komersial yang ada saat dan penggunaan daya listrik yang jauh lebih sedikit dari perangkat memori flash. (Kredit: Pusat Nanoteknologi Birck, Universitas Purdue)

Transistor feroelektrik yang mengubah polaritas dibaca sebagai 0 atau 1, operasi yang diperlukan bagi sirkuit digital untuk menyimpan informasi dalam kode biner yang terdiri dari urutan satu dan nol. Teknologi baru ini disebut FeTRAM, untuk memori transistor feroelektrik akses acak.

“Kami telah mengembangkan teori serta melakukan eksperimen dan juga menunjukkan cara kerjanya dalam sebuah sirkuit,” katanya. Temuan yang rinci dalam makalah penelitian ini muncul dalam Nano Letters, dipublikasikan oleh American Chemical Society.

Teknologi FeTRAM memiliki penyimpanan non-volatile, artinya ini tetap berada di dalam memori meski komputer sudah dimatikan. Perangkatnya bisa berpotensi menggunakan energi 99 persen lebih rendah dari memori flash, chip penyimpanan komputer non-volatile dan bentuk dominan memori di pasar komersial.

“Namun, perangkat kami sekarang ini masih mengkonsumsi daya lebih banyak karena skalanya masih kurang tepat,” kata Das. “Untuk teknologi FeTRAM generasi masa depan, salah satu tujuan utamanya adalah mengurangi disipasi daya listrknya. Mungkin juga akan jauh lebih cepat daripada bentuk lain memori komputer yang disebut SRAM.”

Teknologi FeTRAM memenuhi tiga fungsi dasar dari memori komputer: untuk menulis informasi, membaca informasi dan tahan dalam jangka waktu yang panjang.

“Anda ingin menyimpan memori selama mungkin, 10 hingga 20 tahun, dan Anda harus mampu membaca dan menulis sebanyak mungkin,” kata Das. “Ini juga harus berdaya listrik rendah agar laptop Anda tidak menjadi terlalu panas. Dan ini perlu diskala, artinya Anda bisa mengemas banyak perangkat ke area yang sangat kecil. Penggunaan kawat nano silikon bersama dengan polimer feroelektrik ini telah termotivasi oleh persyaratan-persyaratan tersebut.”

Teknologi baru ini juga kompatibel dengan proses industri manufaktur untuk semikonduktor oksida logam komplementer, atau CMOS, yang digunakan untuk memproduksi chip komputer. Ini memiliki potensi untuk menggantikan sistem memori konvensional.

Sebuah aplikasi paten telah diajukan untuk konsepnya.

FeTRAM mirip dengan memori akses acak feroelektrik, FeRAM, yang sedang digunakan secara komersial namun pasar semikonduktornya masih relatif kecil secara keseluruhan. Keduanya menggunakan bahan feroelektrik untuk menyimpan informasi secara non-volatile, namun tidak seperti FeRAM, teknologi baru ini memungkinkan pembacaan yang tidak destruktif, artinya informasi dapat dibaca tanpa menghilangkannya

Pembacaan non-destruktif ini dimungkinkan dengan menyimpan informasi  menggunakan transistor feroelektrik, bukan kapasitor, yang digunakan dalam FeRAM konvensional.

Pekerjaan ini didukung oleh Research Initiative Nanoteknologi (NRI) melalui Network for Computational Nanotechnology (NCN) Purdue, yang didukung oleh National Science Foundation.

Kredit: Purdue University
Jurnal: Saptarshi Das, Joerg Appenzeller. FETRAM. An Organic Ferroelectric Material Based Novel Random Access Memory Cell. Nano Letters, 2011; 11 (9): 4003 DOI: 10.1021/nl2023993