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Miniaturisierung Schweizer Forscher verbessern CBRAM-Speicher.

Modell eines CBRAM: Kupfer-Elektroden werden durch einen nur wenige Atome dicken Halbleiter verbunden. Rundherum in Gelb/Orange: Silizium- und Sauerstoffatome.
Modell eines CBRAM: Kupfer-Elektroden werden durch einen nur wenige Atome dicken Halbleiter verbunden. Rundherum in Gelb/Orange: Silizium- und Sauerstoffatome. - Foto: ETH Zürich
Ein CBRAM-Speicher soll mit nur wenige Atome dicken Halbleitern arbeiten und dennoch berechenbare Stromflüsse aufweisen, wenn es nach Forschern der ETH Zürich geht.

Dank einer hochpräzisen Simulation ist es Forschern der ETH Zürich gelungen, mehr darüber zu erfahren, wie sich Speicher auf atomarer Ebene verhalten. Durch diese Erkenntnisse könnten Speichereinheiten kleiner und energiesparender werden.

Simulation auf atomarer Ebene

Die damit verbundene Technik namens "Conductive Bridging Random Access Memories" (CBRAM) könnte eine "zukunftsweisende Lösung" für die Speicherproblematik sein, teilte der Schweizerische Nationalfonds (SNF) am Montag mit. Ein Team um Mathieu Luisier, außerordentlicher Professor an der ETH Zürich, hatte ein numerisches Computermodell eines CBRAM entworfen, mit dem eine Simulation auf atomarer Ebene möglich ist.

Durch die Untersuchungen ist es den Forschern gelungen, die Idealgeometrie eines CBRAM-Speichers aufzuzeigen: ein Halbleiter von 1,5 bis zwei Nanometern Dicke, was knapp einem Dutzend Atomen entspricht. Allerdings seien Maschinen, die in derartig kleinen Dimensionen arbeiten können, derzeit noch nicht in der Massenproduktion einsetzbar, sagte Luisier.

Grenzen und Risiken

Zugleich zeigten die Forscher auf, wo im Rennen um immer kleinere Speichereinheiten Grenzen und Risiken liegen: Eine zu große Nähe der Elektroden könne zur Folge haben, dass sich der Stromfluss zwischen ihnen nicht mehr steuern lässt.

Für ihre Arbeiten zur Idealgröße eines Computer-Speicherelements nutzten die Wissenschafter das Nationale Hochleistungsrechenzentrum CSCS in Lugano. Dort stand ihnen ein äußerst leistungsstarker Computer namens Piz Daint zur Verfügung. In ihm sind über 4.000 Grafikkarten jeweils mit einem eigenen CPU-Prozessor verbunden. Trotz dieser enormen Rechenleistung habe die Simulation "mehrere Stunden" in Anspruch genommen, sagte Luisier.

(apa, sda) Erstellt am 04.12.2017, 12:04

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