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Une mémoire non volatile ReRam chez Fujitsu

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Un peu de titane en plus dans un dispositif étudié depuis plusieurs années et voilà lancée en piste une concurrente de la mémoire Flash, dont on craint d'atteindre bientôt les limites de la miniaturisation.

En 2006, Fujitsu expérimentait le dopage de l'oxyde de nickel par du titane inséré entre deux connecteurs de platine. © Fujitsu

Au salon International Electron Devices Meeting, à Washington, Fujitsu Laboratories Ltd vient de présenter un prototype de mémoire d'un genre encore inédit : la ReRam, ou encore RRam, pour Resistive Random Access Memory. Elle est non volatile (elle conserve donc ses données en dehors de toute alimentation électrique), comme la mémoire Flash, mais elle serait plus facilement miniaturisable.

Plusieurs fabricants de circuits, comme Sharp ou Samsung, explorent eux aussi cette filière depuis plusieurs années mais sans grand succès. Le principe est de construire une cellule mémoire dont la résistance électrique peut être basculée entre deux valeurs à l'aide d'une tension plus ou moins grande. On peut ainsi écrire un 0 ou un 1. La lecture consiste à mesurer la résistance électrique de la cellule.

Plusieurs matériaux ont été testés depuis des années, dont la perovskite (ou PZT, utilisée en électroacoustique et, peut-être, un jour, pour des réfrigérateurs) et des oxydes métalliques. Parmi ces derniers, Fujitsu a choisi l'oxyde de nickel, qui donne de bons résultats mais avec des limitations restrictives. L'effacement, en particulier, réclame une intensité (en ampères) et un délai trop élevés. De plus, la variabilité des résistances obtenues dans les cellules mémoire paraissait trop importante. Depuis quelque temps déjà, le laboratoire japonais expérimente le dopage au titane et avait montré en décembre 2006 des résultats améliorés.

Détail du prototype. A gauche, le schéma montre le sandwich, entre deux couches de platine (Pt), d'oxyde de nickel au titane (Ti:NiO) et d'oxydes de titane (TiOx). A droite, le montage d'une mémoire unique sur un transistor (Tr), les deux étant reliés par deux conducteurs (en noir). © Fujitsu

Des candidats à la succession

Cette fois, Fujitsu a franchi une étape importante. Son sandwich d'oxydes de nickel au titane tolère une tension plus élevée. Selon Fujitsu, grâce à cette qualité, le courant nécessaire pour effacer des données descend sous les 100 micro-ampères et l'opération peut être réalisée en 5 nanosecondes. De plus, selon Fujitsu, les fluctuations sur les résistances obtenues sont réduites d'un facteur dix. Ces performances ont pu être observées sur un prototype, consistant en une seule cellule mémoire montée sur un transistor.

Ce gain au laboratoire fait de la ReRam un challenger crédible de  l'actuelle mémoire Flash, celle des cartes mémoire (SD, MMC, etc.) et des clés USB. L'augmentation de capacité connue ces dernières années est impressionnante, En moins de dix ans, l'unité de mesure est passée du méga-octet au giga-octet pour des surfaces de l'ordre de celle d'un ongle, et qui ont tendance à se réduire encore. Mais cette technologie (qui repose sur la rétention d'une charge électrique dans chaque cellule mémoire) ne semble pas loin de ses limites, surtout si l'on en juge par l'énergie avec laquelle les industriels de l'électronique mondiale lancent leurs laboratoires sur la piste de son successeur.

La mémoire vive (la SDRam de nos ordinateurs) attend elle aussi sa remplaçante, dont on espère qu'elle sera non volatile, pour éviter la séquence de redémarrage. La mémoire Flash, trop lente et trop chère, ne peut jouer ce rôle. La ReRam ne semble pas actuellement en position de le faire. Mais d'autres candidats sont sur les rangs, ou plutôt sur les paillasses des laboratoires, depuis la mémoire magnétique (MRam) jusqu'à la mémoire mécanique en passant par l'utilisation des molécules ou des inévitables nanotubes de carbone.

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