Hvad er ferroelektrisk RAM?

Ferroelektrisk hukommelse med tilfældig adgang (FRAM eller FeRAM) er en specialiseret type faststof-datalagringsmedium til computerapplikationer. Det adskiller sig fra det almindelige RAM, der bruges i de fleste personlige computere, fordi det er ikke-flygtigt, hvilket betyder, at det opbevarer de data, der er gemt i det, når der slukkes for strømmen til enheden, ikke sandt med standard dynamisk RAM (DRAM). De unikke egenskaber ved det materiale, som FRAM er lavet af, giver det en naturlig ferroelektrisk tilstand, hvilket betyder, at det har en indbygget polarisering, der egner sig til den semi-permanente lagring af data uden behov for strøm. Denne naturlige polarisering betyder, at FRAM har et lavt strømforbrugsniveau i forhold til standard DRAM.

Dataene på en FRAM-chip kan også ændres ved at anvende et elektrisk felt for at skrive nye oplysninger til det, hvilket giver dem en vis lighed med Flash RAM og programmerbare hukommelseschips i mange typer computerstyrede industrimaskiner kendt som elektrisk sletbar programmerbar skrivebeskyttet hukommelse (EEPROM). De største ulemper ved FRAM er, at lagertætheden for data er betydeligt mindre end for andre typer RAM, og det er vanskeligere at fremstille, da det ferroelektriske lag let kan nedbrydes under fremstilling af siliciumchip. Da ferroelektisk RAM ikke kan indeholde en stor mængde data og ville være dyrt at lave til applikationer, der kræver en masse hukommelse, bruges det oftest i bærbare computebaserede enheder som smartkort, der er bundet til sikkerhedssystemer for at komme ind i bygninger og radiofrekvensidentifikator (RFID) tags brugt på forbrugerprodukter til at spore inventar.

Det materiale, der oftest bruges til fremstilling af ferroelektrisk RAM fra 2011, er blyzirkonat titanat (PZT), skønt teknologiens historie kan spores tilbage til dens opfattelse i 1952 og den første produktion i slutningen af ​​1980'erne. FRAM-chiparkitekturen er bygget på en model, hvor en lagringskondensator er parret med en signaltransistor for at udgøre en programmerbar metalliseringscelle. PZT-materialet i ferrorelektrisk RAM er det, der giver det mulighed for at bevare data uden adgang til strøm. Mens arkitekturen er baseret på den samme model som DRAM og begge gemmer data som binære strenge af en og nuller, er det kun ferroelektrisk RAM, der har faseændringshukommelse, hvor dataene er permanent indlejret, indtil et anvendt elektrisk felt sletter eller overskriver det. I denne forstand fungerer ferroelektrisk RAM på samme måde som flashhukommelse eller en EEPROM-chip, bortset fra at læsehastighedshastigheden er meget hurtigere og kan gentages flere gange, inden FRAM-chippen begynder at svigte, og strømforbrugsniveauet er meget nederste.

Da ferroelektrisk RAM kan have læse-skriveadgangsrater 30.000 gange hurtigere end en standard EEPROM-chip sammen med det faktum, at den kan vare 100.000 gange længere og kun har 1/200 ^th af strømforbruget til EEPROM, er det en type forløber til racerbanehukommelse. Racetrack-hukommelse er en type ikke-flygtig, universel solid-state-hukommelse under design i USA, som eventuelt kan erstatte almindelige computerharddiske og bærbare flash-hukommelsesenheder. Når den først er kommercialiseret, forventes det, at racerbanehukommelsen vil have en læse-skrivehastighed, der er 100 gange hurtigere end den nuværende ferroelektriske RAM, eller 3.000.000 gange hurtigere end en standard harddisks ydelsesniveau fra 2011.