既存のRAMやフラッシュドライブに代わる新しいタイプのコンピュータ用メモリが登場

– この新しい「ユニバーサルメモリー」は、DRAMの100分の1のエネルギーでデータの書き込みや消去が可能です。

– キー入力の間にも、コンピュータを瞬時に起動させ、気づかないうちにスリープモードに移行させることができるようになります。

電子機器では、さまざまな種類の電荷を利用したメモリがさまざまな目的で使用されていますが、その特性にはいくつかの欠陥があるため、科学者たちはより効率的な代替品の開発に取り組んでいます。

最近、イギリスのランカスター大学の研究者は、超低消費電力で日常生活を変え、デジタルエネルギー危機を解決する新しいタイプのコンピューターメモリー、ユニバーサルメモリーを考案しました。

既存のフラッシュ、DRAM（Dynamic Random Access Memory）、SRAM（Static Random Access Memory）は、それぞれデータストレージ、アクティブメモリ、キャッシュといった特定の役割に適した補完的な特性を持っています。しかし、これらにはそれぞれ欠点があります。

例えばフラッシュは、データを長期間保存することができますが、データの書き込みや削除にはエネルギーを消費し、時間がかかります。フラッシュストレージの所定のセルにデータを書き込める回数は限られており、このデバイスはワーキングメモリーには不向きとされています。

DRAMはフラッシュストレージよりもはるかに高速で消費電力も少ないのですが、このメモリに保存されたデータは揮発性であるため、デバイスに保持するためには繰り返しリフレッシュする必要があります。このプロセスは非効率的であり、不便でもあります。

研究チームは、フラッシュとDRAMの両方のメモリの長所を組み合わせ、フラッシュドライブとDRAMの1000億ドル市場を代替できるユニバーサルメモリを実証しました。

期待される新しいエマージングメモリーのコンセプト

Internet of Thingsとコネクテッドデバイスの利用が促進するデータは、2025年までに世界の電力の1/5を消費すると予想されています。この新しいユニバーサル・メモリは、データセンターのピーク時の電力消費を80％削減できる可能性があります。

本研究では、低電圧でデータの書き込み・消去が可能な、コンパクトな設計の電荷型メモリセルを発表しました。従来のRAMとは異なり、非破壊で読み出すことができる不揮発性デバイスとなります。

低電圧スイッチングと不揮発性という相反する要求を実現するために、研究者は非対称な3重共鳴トンネリング障壁の量子力学的特性を利用しました。

このデバイスはコンパクトな構成で、均一なドーピングのジャンクションレス・チャネルであるため、スケーリングが極めて容易である。非破壊読み出しと低電圧動作により、メモリチップに必要な周辺回路を最小限に抑えることができます。

さらに、このメモリーを使えば、コンピューターは瞬時に起動し、キー操作の合間にも気づかないうちにスリープモードに入ることができ、大幅な省エネルギーが可能になります。DRAMと比較して100倍少ないエネルギーでデータの書き込みや消去が可能です。

全体として、有望なメモリーコンセプトと思われます。研究者はすでに特許を取得しており（特許出願中が1件）、多くの民間団体がこの研究に関心を示しています。