Исследовательское подразделение компании Samsung представило прототип чипа энергонезависимой памяти, который основан на ферроэлектрических полевых транзисторах. Эта технология, известная как FeFET, использует изменение поляризации специального материала для хранения данных, а не накопление электрического заряда, как в традиционной NAND-флеш-памяти. Такой подход позволяет значительно снизить энергопотребление и напряжение, необходимое для операций записи.
В ходе испытаний Samsung зафиксировала снижение требований к мощности на величину до 96% по сравнению с обычной NAND-памятью. Ключевое отличие заключается в отказе от высоковольтных насосов заряда, которые необходимы для программирования и стирания ячеек в современных чипах. Эти высоковольтные импульсы не только потребляют много энергии, но и вызывают износ ячеек, что ограничивает общую долговечность памяти. В FeFET переключение между состояниями происходит при гораздо более низком напряжении, что снижает электрический стресс для каждой ячейки и потенциально увеличивает срок службы памяти.
Архитектура прототипа совместима с принципом вертикального расположения ячеек, который применяют в современной 3D NAND-памяти. Это означает, что для производства такой памяти можно адаптировать существующую производственную инфраструктуру без полной её перестройки. Однако интеграция ферроэлектрических материалов в производственный процесс остается сложной инженерной задачей.
Внедрение подобной технологии могло бы иметь наибольшее значение в устройствах с ограниченным энергопотреблением. К ним относят ноутбуки, портативные игровые системы и оборудование для искусственного интеллекта на периферийных вычислениях. Снижение энергопотребления и тепловыделения накопителей может напрямую повлиять на время автономной работы таких устройств. В сегменте серверов даже небольшое повышение эффективности каждого накопителя при масштабировании на десятки тысяч SSD приводит к существенной экономии операционных расходов и снижению нагрузки на системы охлаждения.
Samsung отмечает ряд технологических сложностей, которые предстоит решить. Контроль над свойствами ферроэлектрических материалов и обеспечение стабильного поведения миллиардов ячеек памяти требуют дальнейших исследований. Вопрос долговременного сохранения данных также нуждается в длительных испытаниях. Производители NAND потратили десятилетия на оптимизацию процессов для зарядовой памяти, поэтому переход на новый физический принцип потребует изучения новых режимов отказа и переменных процесса.
Тем не менее, появление полноценного прототипа от крупного производителя является значительным шагом в развитии технологии FeFET, которую ранее изучали преимущественно в академической среде. Повышение энергоэффективности становится критически важным параметром, поскольку процессоры, память и сетевое оборудование продолжают наращивать производительность и вместе с ней — потребление энергии. Успешное решение проблем масштабирования и надежности FeFET NAND могло бы повлиять на широкий спектр устройств, от мобильной электроники до AI-ускорителей. На текущий момент прототип представляет собой исследовательскую веху, которая указывает на возможное появление принципиально иного типа твердотельных накопителей в будущем.
