A volte un tocco leggero è il migliore:quando stai raccontando una barzelletta o piantando un piccolo chiodo di finitura in un muro, una consegna delicata spesso riesce nel modo più efficace. La ricerca presso il National Institute of Standards and Technology (NIST) suggerisce che potrebbe essere vero anche nel mondo microscopico della memoria del computer, dove un team di scienziati potrebbe aver scoperto che la sottigliezza risolve alcuni dei problemi con un nuovo interruttore di memoria.

Questa tecnologia, memoria ad accesso casuale resistivo (RRAM), potrebbe costituire la base di un tipo migliore di memoria non volatile del computer, dove i dati vengono conservati anche quando l'alimentazione è spenta. La memoria non volatile è già nota come base per la memoria flash nelle chiavette USB, ma la tecnologia flash ha sostanzialmente raggiunto i suoi limiti di dimensioni e prestazioni. Per molti anni, l'industria è alla ricerca di un sostituto.

La RRAM potrebbe superare il flash in molti aspetti chiave:è potenzialmente più veloce e meno dispendioso in termini di energia. Potrebbe anche racchiudere molta più memoria in un dato spazio:i suoi interruttori sono così piccoli che un terabyte potrebbe essere compresso in uno spazio delle dimensioni di un francobollo. Ma RRAM deve ancora essere ampiamente commercializzato a causa di ostacoli tecnici che devono essere affrontati.

Un ostacolo è la sua variabilità. Un pratico memory switch necessita di due stati distinti, che rappresenta uno o uno zero, e i progettisti di componenti hanno bisogno di un modo prevedibile per far girare l'interruttore. Gli interruttori di memoria convenzionali girano in modo affidabile quando ricevono un impulso di elettricità, ma non siamo ancora arrivati ​​con gli switch RRAM, che sono ancora volubili.

"Puoi dire loro di capovolgersi e non lo faranno, ", ha affermato il ricercatore ospite del NIST David Nminibapiel. "La quantità necessaria per capovolgerne uno questa volta potrebbe non essere sufficiente la prossima volta, ma se usi troppa energia e la superi, puoi peggiorare ulteriormente il problema della variabilità. E anche se lo capovolgi con successo, i due stati di memoria possono sovrapporsi, rendendo poco chiaro se l'interruttore ha un uno o uno zero memorizzato."

Questa casualità riduce i vantaggi della tecnologia, ma in due articoli recenti, il team di ricerca ha trovato una potenziale soluzione. La chiave sta nel controllare l'energia fornita all'interruttore utilizzando più, impulsi brevi invece di un impulso lungo.

Tipicamente, i progettisti di chip hanno utilizzato impulsi relativamente forti della durata di circa un nanosecondo. Il team NIST, però, deciso di provare un tocco più leggero, utilizzando impulsi meno energetici di 100 picosecondi, circa un decimo del tempo. Hanno scoperto che l'invio di alcuni di questi segnali più delicati era utile per esplorare il comportamento degli interruttori RRAM e per capovolgerli.

"Impulsi più brevi riducono la variabilità, " ha detto Nminibapiel. "Il problema esiste ancora, ma se tocchi l'interruttore un paio di volte con un martello da accendino, ' puoi spostarlo gradualmente, mentre allo stesso tempo ti dà un modo per controllarlo ogni volta per vedere se è stato capovolto con successo."

Poiché il tocco più leggero non spinge l'interruttore in modo significativo dai suoi due stati target, il problema della sovrapposizione può essere notevolmente ridotto, il che significa che uno e zero possono essere chiaramente distinti. Nminibapiel ha aggiunto che anche l'uso di impulsi più brevi si è rivelato determinante per scoprire la prossima seria sfida per gli switch RRAM:la loro instabilità.

"Abbiamo raggiunto un'elevata resistenza, buona stabilità e uniformità paragonabile all'utilizzo di larghezze di impulso più lunghe, " ha detto. "L'instabilità influisce sulla nostra capacità di mantenere lo stato di memoria, anche se. Eliminare questa instabilità è un problema per un altro giorno, ma almeno abbiamo chiarito il problema per il prossimo ciclo di ricerche".