«النانو رام».. شـرائح ذاكـرة جديـدة بأداء أعلى 1000 مرة من «الحالية»

أعلنت شركة «فوجيتسو» لصناعة أشباه الموصلات، أخيراً، أنها قررت تصنيع الجيل الجديد من شرائح ذاكرة الوصول العشوائي التي تحمل اسم «نانو رام»، المعتمدة على مادة الأنابيب الكربونية النانوية على مستوى واسع النطاق، وبذلك تصبح «فوجيتسو» أول شركة تعلن رسمياً عن الإنتاج التجاري لهذا النوع من شرائح الذاكرة، الذي يفترض أنه يتفوق بنحو 1000 مرة على الطرازات الحالية من شرائح «رام»، مثل شرائح «ناند»، والشرائح الفلاشية الديناميكية «دي دي آر» بطرازاتها المختلفة، وذلك حسب ما ذكرته شركة «نانتيرو» التي اخترعت هذا الجيل من شرائح الذاكرة، وتملك حقوق ملكيته.

وكانت «نانتيرو» المتخصصة في تقنية النانو، أعلنت قبل سنوات أنها تعمل على اختراع جيل جديد من شرائح الذاكرة المعروفة باسم ذاكرة الوصول العشوائي أو «الرام»، وأطلقت عليه «النانو رام». وحتى عام 2014 لم يكن هذا الجيل قد ذاع صيته، أو جرى تداول أخباره على نطاق واسع، لكن الموقف تغير حينما نشر باحثون من جامعة طوكيو نتائج تقييمهم لهذا النوع من شرائح الذاكرة. فقد حمل تقرير علماء جامعة طوكيو أرقاماً غير مسبوقة في ما يتعلق بأداء وقوة تحمل هذه الشرائح، أهمها أنها تستطيع الصمود أمام أكثر من مليار عملية من عمليات محو وبرمجة البيانات.

والعام الماضى أعلنت «نانتيرو» رسمياً عن هذا الاختراع، وبدأت الدخول في مفاوضات مع مصنعي الشرائح الإلكترونية وأشباه الموصلات حول العالم لإنتاجه على النطاق التجاري.

معمارية جديدة

يمكن تعريف «النانو رام» بأنها نوع من شرائح ذاكرة الوصول العشوائي غير القابلة للمحو، التي تستخدم في صناعتها أنابيب الكربون النانوية، أو الفائقة الصغر المصنعة بتقنيات النانو، إذ توضع هذه الأنابيب على شريحة دقيقة. ويتم الآن إنتاج هذه الشرائح بأسلوب الشرائح المستوية، أو التي توضع فيها خلايا الذاكرة بشكل أفقي عبر شريحة ثنائية الأبعاد، ومع أن هذا ما يتم في ذاكرة «ناند» الفلاشية، فإن «نانتيرو» تطور معمارية جديدة، تعتمد على السطح ثلاثي الأبعاد متعدد الطبقات، الذي سيرفع كثيراً من كثافة التخزين على الشريحة.

أنابيب كربونية

جعل استخدام أنابيب الكربون النانوية هذه الشرائح تتمتع بخصائص غير مسبوقة، فالحجم فائق الدقة للأنابيب النانوية الكربونية يتيح كثافة تخزين عالية جداً على الشريحة، فيما الخصائص الفيزيائية لهذه الأنابيب تجعل قدرة الشريحة على التحمل واحدة من أفضل المزايا التي تتفوق بها «نانو رام» على الأنواع السائدة حالياً، فالوحدات الفلاشية الحالية يمكنها تحمل دورات البرمجة والمحو للبيانات في حدود تراوح بين 5000 و800 آلاف دورة لخلية الذاكرة الواحدة، قبل أن تبدأ الذاكرة في الانهيار، كما أن وحدات ذاكرة «ناند» الفلاشية المزودة بكود لتصحيح الأخطاء وبرمجية للتسوية يمكنها الصمود إلى 100 ألف دورة محو وبرمجة.

في المقابل، فإن صمود شرائح «النانو رام» أمام عمليات البرمجة والمحو يكاد يكون مطلقاً ولا نهائياً، لأن الأنابيب النانوية الكربونية أقوى كثيراً، فهي أقوى من الصلب 50 مرة، وسمكها يصل إلى واحد على 50 ألف من سمك شعرة الرأس، ولذلك فإن قدرتها على الصمود في وجه عمليات البرمجة والمحو تتخطى المليار دورة، بحسب نتائج مراجعة أجراها علماء طوكيو، وليس 100 ألف دورة، كما هي الحال مع شرائح الذاكرة الحالية.

أما قدرتها على نقل البيانات وتبادلها فتتخطى 3.2 مليارات أو 2400 ميغابت في الثانية، وهو أعلى بمقدار الضعفين عن الموجود في شرائح الذاكرة الحالية، في حين أن قدرتها على القراءة والكتابة أسرع 1000 مرة على الأقل من شرائح الذاكرة الحالية، كما أن الأنابيب النانوية الكربونية تجعل الشريحة تنجز عمليات الفتح والغلق لـ«الترانزستورات» في بيكو ثانية، وهو واحد على تريليون من الثانية.

صمود وكفاءة

يضاف إلى ذلك ميزة المقاومة العالية جداً للحرارة، إذ إن شرائح «النانو رام» تستطيع الصمود والعمل بكفاءة تحت درجات حرارة تصل إلى 300 درجة مئوية لمدة 10 سنوات، كما تستطيع العمل أكثر من 1000 سنة تحت درجة حرارة 85 مئوية، وذلك دون فقد بيت واحد من البيانات.

ولأنها تستخدم مقادير ضئيلة للغاية من الطاقة لكي تعمل، فإنها لا تحتاج إلى عمليات لتنظيف البيانات من وقت إلى آخر في الخلفية، كما هي الحال في الشرائح الحالية طراز «ناند»، ونظرياً يمكنها إطالة عمر بطارية المحمول عند وضعه على وضعية التعليق أو الاستعداد أشهر عدة.

إنتاج تجاري

وكان موقع computerworld.com، أعلن الأسبوع الماضي أن شركة «فوجيتسو» هي أول مصنع للشرائح الإلكترونية يعلن عن التصنيع واسع النطاق على المستوى التجاري لشرائح ذاكرة الوصول العشوائي «نانو رام» غير القابلة للمحو، فضلاً عن أن الشركة تخطط لتطوير وحدة تخزين مدمجة على مستوى الذاكرة، تستخدم واجهة استخدام شرائح ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ذات معدل البيانات المزدوج من الجيل الرابع، المعروفة باسم «دي دي آر 4»، وذلك بنهاية عام 2018، بهدف توسيع خط الإنتاج ليعمل بعد ذلك بتقنية الـ«نانو رام» وحدها.

وأفادت «فوجيتسو» بأن وحدة الذاكرة المستقلة بذاتها ستباع من خلال تجار التجزئة، كما يمكن تسويقها تحت أسماء تجارية أخرى.