Лента TH Статьи о науке и технике


Новое устройство может модернизировать память компьютеров

∴ 214

Исследователи Государственного университета Северной Каролины сконструировали новое устройство, которое может способствовать значительной модернизации компьютерной памяти, понижая электропотребление крупномасштабных «серверных ферм» и способствуя более быстрой загрузке компьютера.

Традиционно выделяют два типа памяти. Первый тип памяти (slow memory) используется в устройствах для долговременного хранения данных. Они позволяют хранить информацию в течение длительного периода времени и поэтому названы энергонезависимыми. Оперативная память (fast memory) позволяет компьютеру быстро выполнять операции, но не может сохранить данные при выключении компьютера. Потребность в постоянном источнике энергии делает её энергозависимой.

Но недавно команда ученых из Северной Каролины разработала единое устройство, которое может сочетать и энергонезависимую и энергозависимую память и может быть использована в оперативном запоминающем устройстве.

«Мы изобрели абсолютно новое устройство, которое может  сильно модернизировать компьютерную память» — говорит доктор Пол Френзон (Dr. Paul Franzon), профессор электроники и компьютерной инженерии Северной Каролины, один из авторов теоретической части исследования. — «Мы назвали наше устройство — двойной полевой транзистор с плавающим затвором (double floatinggate field effect transistorFET).»

Современная энергонезависимая память, использующаяся в устройствах  долговременного хранения данных, использует один плавающий затвор (электрически изолированная область), который сохраняет заряд длительное время для обозначения 1 или 0, или наличия или отсутствия одного бита информации. Используя два плавающих затвора,  устройство может сохранить бит информации в энергонезависимом режиме и/или сохранить его в быстром энергозависимом режиме, как обычная оперативная память компьютера.

FET может оказать существенное влияние на целый ряд компьютерных проблем, к примеру он позволит компьютеру загружаться  мгновенно, потому что ему уже не придется восстанавливать загрузочные данные с жесткого диска, они смогут храниться в оперативной памяти.

Новое устройство также позволит снизить электропотребление серверов. К примеру, web-серверные фермы, такие как у Google, потребляют огромное количество энергии, даже когда пользовательская активность низкая. Это происходит отчасти из-за того, что они не могут быть отключены от питания, иначе это повлияет на оперативную память.

«Двойной полевой транзистор с плавающим затвором FET поможет решить эту проблему» — говорит Френзон — «потому что данные будут сохраняться в энергонезависимой памяти и быстро загружаться. Это позволит хотя бы некоторой части серверной памяти временно отключаться без ущерба для производительности в период низкой активности пользователей».

Френзон также отметил, что его исследовательская команда изучила вопрос о надежности данной технологии, и что они считают, что у этого устройство может быть очень долгий срок службы, если он будет использоваться в энергозависимом режиме.

Научная статья «Работа компьютера с использованием новых устройств с плавающим затвором» (Computing with Novel Floating-Gate Devices),  будет опубликована 10 февраля в издании «IEEE’s1 Computer». Авторы статьи : Френзон и выпускники университета — Дениэл Шринк (Daniel Schinke), Михирь Шивешваркар (Mihir Shiveshwarkar), а также доктор Нейл Ди Спигна (Dr. Neil Di Spigna)

Исследование финансируется Национальным научным фондом.

1IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

Институт инженеров по электротехнике и электронике

Ученые разработали новое устройство, сочетающее энергозависимую и энергонезависимую память, которое способствует быстрой загрузке системы и снизит потребление электроэнергии у интернет-серверов..

Изображение предоставлено: North Carolina State University

Перевод: Анна Верниковская