CeRAM, la mémoire du futur

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ARM a annoncé la création de Cerfe Labs, une société qui développe le concept de CeRAM, une mémoire non volatile qui promet d’offrir des fonctionnalités que l’on ne retrouve dans aucune autre technologie de mémoire actuelle.

Ces nouvelles mémoires non volatiles, capables de stocker des données en l’absence d’énergie, sont basées sur des matériaux CeRAM (Correlated-Electron RAM) et FeFET (ferroelectric transistor).

ARM affectera les employés déjà impliqués dans ce projet vers Cerfe Labs et ce dernier continuera le signé avec Symetrix Corporation, une entreprise dirigée par le professeur Carlos Paz de Araújo de l’Université du Colorado, le vrai inventeur du CeRAM. ARM transférera également toute la propriété intellectuelle liée à CeRAM (plus de 150 familles de brevets) à Cerfe Labs.

Organisation de Cerfe Labs

Ce dernier, selon une note,  Cerfe Labs se concentrera dans un premier temps sur la production de prototypes révolutionnaires qui seront certifiés dans le but d’accélérer la livraison de ces nouvelles mémoires dans les systèmes.

Selon Simon Segars, PDG d’ARM, au cours des 5 dernières années, l’équipe de recherche a fait de grands progrès dans l’avancement de la technologie CeRAM. Le prochain étape serait de commercialiser cette technologie du futur.

La nouvelle société sera basée à Austin et sera dirigée par Eric Hennenhoefer et Greg Yeric, deux anciens de la société ARM Research. Hennenhoefer sera le PDG de Cerfe Labs et Yeric assumera le rôle de CTO (Directeur de Technologie). ARM conservera une participation minoritaire dans Cerfe Labs et Jason Zajac, Le Directeur de Stratégie d’ARM, rejoindra le conseil d’administration.

CeRAM, de quoi s’agit-il ?

Selon Hennenhoefer, CeRAM est une mémoire non volatile la plus prometteuse de l’industrie avec des fonctionnalités que l’on ne retrouve dans aucune autre technologie de mémoire à ce jour. Il est si prometteur que même la DARPA (US Defense Advanced Research Projects Agency) s’y est intéressée, et le travail effectué dans le cadre du programme ERI FRANC de l’agence a conduit à identifier de nouveaux matériaux pour les CeRAM et à étudier leurs capacités.

Les CeRAM sont basés sur des transitions d’état métal-isolant et isolant-métal (appelées transitions Mott) dans des oxydes de métaux de transition tels que l’oxyde de nickel. De telles transitions peuvent être déclenchées en appliquant une certaine tension et densité de courant. Comme l’explique Cerfe Labs, les commutateurs Correlated Electron (CE) fonctionnent grâce à de fortes interactions orbitales d’électrons, ce qui signifie qu’ils ne nécessitent pas de processus pour créer un chemin de conduction, contrairement aux autres types de ReRAM.

Les avantages des CeRAM

Le premier avantage réside dans le fait qu’il s’agit d’une mémoire à faible coût. La production peut être simplifiée. CeRAM peut également être réalisé avec d’autres techniques plus pointues telles que le dépôt chimique ou le dépôt de couche atomique, avec la possibilité d’une mise à l’échelle inférieure au nanomètre. CeRAM est également très rapide, avec des tests montrant une commutation en moins de 2 nanosecondes. La plupart des matériaux CE commutent en moins de 100 femtosecondes.

Elle peut fonctionner jusqu’à des températures cryogéniques ou à des températures plus élevées que les autres technologies existantes actuelles. Il n’y a donc pas de contraintes en termes de températures de fonctionnement, ce qui lui confère une bonne résistance à l’utilisation.

La mémoire fonctionne avec une tension inférieure à 0,6 V et un courant faible, elle peut également être fabriquée avec de nombreux matériaux nativement compatibles avec la fabrication CMOS, elle ne nécessite donc pas de températures élevées ni de nouvelles techniques de fabrication. Elle a une capacité à s’adapter à tout processus de production et est résistante à une grande variété de perturbations. Elle ne montre aucune usure contrairement aux autres mémoires non volatiles telles que les NAND utilisées dans les SSD.

C’est une mémoire à fort potentiel pour de futures applications: par exemple, elle pourrait remplacer la SRAM dans les circuits logiques, affectant également l’architecture des processeurs. Il pourrait également être utilisé pour effectuer lui-même des calculs, comme dans le cas des architectures neuromorphes inspirées du cerveau humain.

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