Des chercheurs chinois développent une mémoire flash non-volatile à 25 milliards d’opérations par seconde
Des chercheurs de l’Université de Fudan ont mis au point une technologie de mémoire flash non volatile prometteuse, dénommée « PoX ». Cette avancée pourrait combler l’écart de performance entre la mémoire volatile et non volatile, ouvrant la voie à de nouvelles possibilités pour les systèmes d’IA gourmands en données.
Les solutions de mémoire volatile traditionnelles, telles que la SRAM et la DRAM, offrent des vitesses d’écriture très élevées (de 1 à 10 nanosecondes), mais elles perdent toutes les données en cas de coupure de courant. En revanche, la mémoire flash conserve les données sans alimentation, mais ses vitesses d’écriture sont considérablement plus lentes, variant de quelques microsecondes à quelques millisecondes, ce qui la rend moins adaptée aux exigences de traitement en temps réel des accélérateurs d’IA modernes.
Comme le rapportent les experts en technologie, l’équipe de chercheurs dirigée par le Professeur Zhou Peng au Laboratoire d’État des circuits intégrés et des systèmes a révolutionné la physique de la mémoire flash en remplaçant les canaux en silicium par du graphène de Dirac en deux dimensions. Cette innovation permet d’exploiter les propriétés de transport de charge balistique du graphène.
Une avancée clé de cette technologie réside dans la réalisation de la « super-injection bidimensionnelle » en manipulant la « longueur gaussienne » du canal. Cela permet d’injecter une charge dans la couche de stockage à des vitesses remarquablement plus élevées, contournant ainsi les limitations des méthodes d’injection traditionnelles.
Ces avancées permettent à la mémoire de traiter un unique bit en seulement 400 picosecondes, équivalant à environ 25 milliards d’opérations par seconde. Ce résultat représente une amélioration significative par rapport au précédent record de vitesse de programmation de la mémoire non volatile, qui était d’environ 2 millions d’opérations par seconde.
La mémoire flash, par son faible coût et sa capacité d’évolutivité, est devenue un pilier de l’industrie mondiale des semi-conducteurs. Toutefois, l’approche novatrice des chercheurs de Fudan, qui se base sur un « mécanisme complètement original », pourrait bouleverser le paysage actuel de la mémoire. En pratique, la production de masse de mémoire de type PoX pourrait remplacer les caches SRAM haute vitesse dans les circuits d’IA, apportant des économies d’espace et d’énergie.
De plus, cette technologie pourrait permettre un fonctionnement instantané à faible consommation pour les ordinateurs portables et les smartphones, ainsi que pour les moteurs de base de données avec des capacités de stockage RAM persistent.
Les ingénieurs de Fudan travaillent actuellement à la montée en échelle de la conception des cellules pour des démonstrations à l’échelle des matrices. Bien que les partenaires constructeurs commerciaux n’aient pas encore été dévoilés, si la technologie réussit à répondre à ses promesses et peut être produite en masse, il ne faudra pas longtemps avant que des entreprises commencent à développer des produits intégrant la technologie PoX.
