Une avancée majeure dans le domaine de la mémoire informatique vient d'être réalisée par des chercheurs japonais. Ils ont développé une nouvelle technologie de mémoire universelle, surpassant en vitesse et en efficacité énergétique les modules utilisés dans les ordinateurs actuels.
Wafer (galette industrielle) de puces électroniques classiques.
Image Wikimedia
Cette innovation repose sur la mémoire MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), connue pour sa rapidité et sa capacité à conserver les données sans alimentation électrique. Contrairement à la RAM traditionnelle, la MRAM ne ralentit pas sous une forte demande.
La limitation de la MRAM était sa consommation énergétique élevée lors de l'écriture des données. Les chercheurs ont surmonté cet obstacle en développant un nouveau composant qui réduit considérablement l'énergie nécessaire pour changer la polarité du support.
Dans un article publié dans
Advanced Science, les scientifiques décrivent leur prototype, une structure multiferroïque hétérogène. Cette structure intègre une fine couche de vanadium entre des matériaux ferroélectriques et piézoélectriques, permettant une magnétisation par champ électrique.
Cette couche de vanadium joue un rôle crucial en stabilisant la direction de la magnétisation, un problème récurrent dans les dispositifs MRAM précédents. Les tests ont montré que la direction magnétique pouvait être inversée avec un courant électrique, tout en maintenant la stabilité sans alimentation.
Cependant, l'étude n'a pas abordé la dégradation de l'efficacité de commutation dans le temps, un problème courant dans les dispositifs électriques. Malgré cela, cette technologie promet une utilisation plus durable et plus puissante dans les ordinateurs commerciaux.
Enfin, cette nouvelle approche de la MRAM pourrait modifier notre approche de l'informatique en offrant des performances supérieures avec une consommation énergétique réduite. Elle représente une alternative prometteuse aux technologies de mémoire actuelles, sans nécessiter de pièces mobiles.
Qu'est-ce que la mémoire MRAM ?
La mémoire MRAM, ou Magnetoresistive Random Access Memory, est une technologie de stockage qui combine les avantages de la RAM et des mémoires de stockage traditionnelles. Elle est capable de conserver les données sans alimentation électrique, tout en offrant des vitesses d'accès rapides.
Contrairement à la RAM dynamique (DRAM) qui perd ses données sans alimentation, la MRAM utilise des jonctions magnétiques pour stocker l'information. Cela permet une rétention de données à long terme, même en l'absence de courant.
La MRAM est également non volatile, ce qui signifie qu'elle ne nécessite pas de rafraîchissement constant pour maintenir les données. Cette caractéristique la rend particulièrement intéressante pour les applications nécessitant une grande fiabilité et une faible consommation d'énergie.
Enfin, la MRAM est résistante aux radiations, ce qui la rend idéale pour les environnements spatiaux et militaires, où la fiabilité et la durabilité sont primordiales.
Comment fonctionne la nouvelle technologie MRAM ?
La nouvelle technologie MRAM développée par les chercheurs japonais utilise une structure multiferroïque hétérogène. Cette structure comprend une couche de vanadium entre des matériaux ferroélectriques et piézoélectriques, permettant une magnétisation par champ électrique.
La couche de vanadium agit comme un tampon, stabilisant la direction de la magnétisation. Cela résout un problème majeur des dispositifs MRAM précédents, où la direction de la magnétisation était difficile à maintenir stable.
En appliquant un courant électrique, les chercheurs ont pu inverser la direction magnétique des matériaux. Cette inversion est maintenue même après la suppression du courant, permettant une rétention de données stable sans alimentation.
Cette innovation réduit considérablement la consommation d'énergie nécessaire pour écrire des données, tout en augmentant la vitesse des processus. Elle ouvre la voie à des applications informatiques plus puissantes et plus durables.