Výzkumný tým z Fudanské univerzity v Šanghaji oznámil průlom v oblasti nevolatilní paměti. Jejich zařízení nazvané PoX (Phase-change Oxide) je vyrobené s využitím dvourozměrného grafenového kanálu a inovativní vrstvy pro zachytávání náboje.

Výsledkem je paměťový čip, který zapisuje data rychlostí jednoho bitu každých 400 pikosekund – což je tisíckrát rychleji než běžná SRAM paměť a milionkrát rychleji než tradiční NAND flash používaná v telefonech, SSD discích či paměťových kartách.

Pro představu: SRAM a DRAM, které běžně považujeme za extrémně rychlé, mají přístupové časy mezi 1 až 10 nanosekundami. Nový PoX čip operuje v pikosekundách – tedy v časech o několik řádů kratších.

Spojení rychlosti a trvalého uchování dat

Dosud jsme byli zvyklí, že musíme volit mezi rychlostí a trvalostí dat. Volatilní paměti jako SRAM a DRAM sice umožňují bleskový přístup, ale ztrácí obsah při výpadku napájení. Naproti tomu flash paměti jako NAND uchovávají data i bez elektřiny, ale za cenu vysoké latence v řádu mikrosekund.

Zdroj: Shutterstock

Nový čip kombinuje rychlost blízkou DRAM a SRAM s nevolatilním charakterem NAND flash – tedy uchovává data i bez napájení. To otevírá cestu pro nové generace zařízení, která budou extrémně rychlá, energeticky efektivní a odolná vůči výpadkům.

Výzkumníci použili v konstrukci zařízení tzv. dvourozměrnou injekci horkých nosičů, kdy ultratenká struktura grafenu zesiluje horizontální elektrická pole, zvyšuje efektivitu akcelerace elektronů a umožňuje extrémně rychlý zápis.

Výsledky testování jsou ohromující

Podle oficiálních výsledků:

• Zápis jednoho bitu trvá pouhých 400 pikosekund při napětí 5V.
• Výdrž přesahuje 5,5 milionu cyklů, tedy násobně více než u klasické NAND flash.
• Simulace dlouhodobého uchování potvrdily stabilitu uložených dat po dobu deseti let, což splňuje požadavky na spolehlivé dlouhodobé ukládání.

Vědecký tým navíc využil umělou inteligenci pro optimalizaci výrobních a testovacích podmínek, což urychlilo vývoj celé technologie.

Co to znamená pro běžné uživatele?

Lídři projektu, Zhou Peng a Liu Chunsen, vzkazují, že první funkční čipy jsou již hotové a nyní se pracuje na jejich integraci do reálných zařízení.
V budoucnu bychom se tak mohli dočkat chytrých telefonů, počítačů i serverů, které nebudou trpět současnými problémy jako:

• zpomalení při práci s lokálními modely umělé inteligence,
• přehřívání při náročných výpočtech,
• nízká efektivita při rychlých přesunech dat.

V praxi by to znamenalo plynulejší chod aplikací, kratší načítací časy, vyšší výdrž baterie a mnohem menší nároky na chlazení.

Význam pro průmysl i geopolitiku

Z technologického hlediska je vývoj PoX paměti zásadním krokem vpřed – a zároveň ukazuje, že Čína usiluje o snížení závislosti na technologických gigantech z USA, Japonska a Koreje.
Úspěšné nasazení této technologie by mohlo výrazně zamíchat kartami v oblasti polovodičů, datových center i mobilních zařízení.

Vedoucí výzkumník Zhou Peng shrnul význam této inovace slovy:
"Náš technologický průlom má potenciál změnit globální trh s paměťovými technologiemi, urychlit průmyslovou modernizaci a podpořit nové scénáře aplikací."