Олег Кузбит, управляющий редактор отдела веб-информации

Сегодня мы поближе познакомимся с еще одной потенциально прорывной технологией, рождающейся на берегах Волги в Нижнем Новгороде. Местные ученые-инноваторы заявляют, что разработали демонстрационный прототип принципиально нового элемента энергонезависимой резистивной памяти с произвольным доступом (resistive switching random access memory, RRAM). В потенциале это жесткий конкурент повсеместно популярной ныне flash-памяти, который однажды может завоевать потребительские предпочтения высокой скоростью чтения и записи, повышенной плотностью записи и относительной дешевизной. Flash-память не без своих минусов, и искушенные потребители не прочь испытать следующее поколение устройств для хранения данных. По мере совершенствования технологии нижегородские разработчики намерены раздвинуть горизонты привычного и показать, как мог бы выглядеть искусственный интеллект будущего. Работа пока на ранней стадии, но о возможностях высоких технологий Нижнего мы уже писали, и к этому проекту стоит присмотреться.

Разработка нацелена на создание совершенно нового типа энергонезависимой памяти, в основе которой оптимальные для реализации поставленных задач материалы и, главное, возможность управления параметрами резистивного переключения. Последнее базируется на хорошо известном в физике принципе, из которого пытаются извлечь практическую пользу исследовательские отделы таких мировых грандов, как Hewlett-Packard, Samsung, Sharp, Sony и др.

По данным нижегородских исследователей, пока в мире усилия разработчиков RRAM не получили коммерческого воплощения.

Разработчики

Основной движущей силой и вдохновителем проекта выступает Нижегородский государственный университет (ННГУ) им. Н. И. Лобачевского – мощный центр фундаментальных исследований и образования с 97-летней историей, знаковый для всего Поволжья. Непосредственную работу по созданию технологии ведет коллектив лаборатории физики и технологии тонких пленок Научно-исследовательского физико-технического института.

К настоящему моменту изготовлен рабочий прототип, демонстрирующий основные потребительские свойства запоминающего устройства. ННГУ ведет работу по патентованию «детища» и ищет пути дальнейшего продвижения проекта и внедрения его результатов.

Быстрая, стабильная, недорогая

Задача по коммерциализации результатов двойная: разработка технологии создания элементов резистивной энергонезависимой памяти и ее адаптация к условиям отечественного производства путем оказания соответствующих инжиниринговых услуг на основе хозяйственных договоров. Непосредственные сферы применения продукта – это микро- и наноэлектроника, а также прочие отрасли, требующие использования энергонезависимых устройств памяти.

Новое запоминающее устройство от ученых ННГУ может стать серьезным соперником flash-памяти. Сегодня флешки в тренде, глобальный рынок flash-памяти оценивается в 26 млрд долларов при ежегодном росте в 20%. В России сегмент этот хоть и поскромнее, но на 10 млрд рублей вытягивает, к тому же растет на 30% ежегодно.

При всей популярности флешек продвинутые потребители во всем мире хотели бы получить решение нового поколения, как минимум сохраняющее (а еще лучше усиливающее) положительные качества flash-памяти, при этом устраняющее ее очевидные минусы, такие как недостаточное быстродействие или ограниченный срок эксплуатации.

Коллектив ННГУ надеется предложить рынку технологию, которая обеспечит оптимальное управление параметрами резистивного переключения в будущих запоминающих устройствах. Предметом разработки являются элементы памяти на основе оксидных материалов.

Пользуясь наработанным ноу-хау, коллектив надеется управлять свойствами оксида, целенаправленно изменяя характеристики элементов памяти, которые должны обладать высокой плотностью записи, повышенной стабильностью параметров ячеек памяти, высокой скоростью переключения, относительная дешевизна изготовления.

В ННГУ полагают, что этот тип энергонезависимой резистивной памяти может со временем «заменить всю иерархию компьютерной памяти» – от кэша до жестких дисков и flash-памяти.

В перспективе – новый искусственный интеллект

Дальнейшие исследования в этом направлении и совершенствование RRAM-технологии способны расширить горизонты нашего привычного представления и о ряде других вещей – в частности, о том, что такое биологическая память, как функционирует мозг человека и какими могут быть нейросети и искусственный интеллект будущего, считают нижегородские ученые.

Мемристоры – двухконтактные электрические элементы, лежащие в основе RRAM- технологии, – могли бы быть использованы для имитации функции синапса – биологической структуры, проводящей электрические или химические сигналы от одной нервной клетки до другой. Синапс обеспечивает всю нейронную функцию в нашем теле.

Исследователи предполагают, что по мере совершенствования RRAM-технологии величина плотности элементов в таких запоминающих устройствах способна приблизиться к величине плотности нейронов в центральной нервной системе человека. На базе выстроенных на принципах RRAM компьютеров будущего ученые могли бы, таким образом, обеспечить уровень скорости и сложности вычислений, сопоставимый со скоростью и сложностью происходящих в ЦНС процессов.