Samsung araştırmacıları, günümüzde yaygın kullanılan NAND flash belleklere nazaran neredeyse hiç güç harcamadan daha yüksek depolama kapasitesi sunabilen yeni bir ferroelektrik transistör (FeFET) tabanlı bellek teknolojisi geliştirdiklerini duyurdu. Bu devrimsel teknoloji, dizi yapısında klasik NAND’a kıyasla %96’ya varan potansiyel güç tasarrufu sağlıyor.

Samsung, yeni bellek teknolojisi geliştirdi

Veri merkezli hesaplama ve yapay zeka teknolojilerinin süratle yayılmasıyla, yüksek kapasiteli ve düşük güç tüketimli depolama ünitelerine olan gereksinim giderek artıyor. Lakin mevcut NAND flash bellek, çok sayıda hücrenin ardışık formda bağlandığı dizi mimarisi nedeniyle yüksek güç tüketimi dezavantajına sahip.

Bir hücreden bilgi okumak için onun önündeki ve ardındaki başka hücrelere voltaj uygulanması gerekiyor. “Geçiş voltajı” ismi verilen bu durum, hücre sayısı arttıkça güç tüketiminin de artmasına yol açıyor. Ayrıyeten geçiş voltajı düşürüldüğünde, hücreleri ayırt eden sinyal farkı daralıyor, bu da çok düzeyli depolama sistemini zorlaştırıyor.

Samsung araştırmacıları, bu yapısal hudutları aşmak için ferroelektrik materyal kullanan yeni bir FeFET tabanlı bellek tasarladı. Ferroelektrik materyaller, dışarıdan uygulanan voltajla polarizasyon tarafının değiştirilebilmesi ve voltaj kaldırılsa bile uzun müddet bu durumu koruyabilmesi sayesinde bellek uygulamalarında kullanılabiliyor.

Araştırma takımı, zirkonyum katkılı hafniyum ferroelektiği ve oksit yarı iletken kanalı birleştirerek yeni bir FeFET geliştirdi. Bu yeni FeFET’i kullanan bellek, geçiş voltajı neredeyse sıfıra indirilmiş durumda bile hücre başına 5 bite kadar bilgiyi kararlı bir formda saklayabildi.

Araştırmacılar bu performansın mevcut ticari NAND tahlillerine denk yahut daha üstün olduğunu belirtiyor. Çok daha fazla datayı neredeyse hiç güç kullanmadan depolamayı mümkün kılan bu teknoloji, güç verimliliğinin kritik kıymet taşıdığı yapay zeka sunucuları, taşınabilir aygıtlar ve uç hesaplama uygulamaları için büyük değer taşıyor.

Ekip, geliştirdikleri FeFET’in mevcut NAND’da olduğu üzere dikey olarak yığılan üç boyutlu yapılara da muvaffakiyetle uygulanabildiğini gösterdi. 25 nm üzere son derece küçük kanal uzunluklarına sahip hücrelerde bile kararlı halde çalışması, yüksek yoğunluklu bellek üretiminde bir mahzur bulunmadığını ortaya koyuyor.