Cos'è la RAM ferroelettrica?
La memoria ferroelettrica ad accesso casuale (FRAM o FeRAM) è un tipo specializzato di supporto di archiviazione dati a stato solido per applicazioni informatiche. Si differenzia dalla RAM comune utilizzata nella maggior parte dei personal computer in quanto non è volatile, il che significa che conserva i dati memorizzati al suo interno quando viene spenta l'alimentazione del dispositivo, non vero per la RAM dinamica standard (DRAM). Le proprietà uniche del materiale di cui è fatta la FRAM le conferiscono uno stato ferroelettrico naturale, il che significa che ha una polarizzazione integrata che si presta alla memorizzazione semi-permanente dei dati senza necessità di energia. Questa polarizzazione naturale significa che FRAM ha un basso consumo energetico rispetto alla DRAM standard.
I dati su un chip FRAM possono anche essere modificati applicando un campo elettrico per scrivere nuove informazioni su di esso, il che gli conferisce una certa somiglianza con RAM flash e chip di memoria programmabili in molti tipi di macchine industriali computerizzate note come memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente (EEPROM). I principali svantaggi di FRAM sono che la densità di archiviazione dei dati è considerevolmente inferiore a quella di altri tipi di RAM ed è più difficile da produrre, poiché lo strato ferroelettrico può essere facilmente degradato durante la produzione di chip di silicio. Poiché la RAM ferroelettica non può contenere una grande quantità di dati e sarebbe costosa da realizzare per applicazioni che richiedono molta memoria, viene spesso utilizzata in dispositivi portatili basati su computer come smart card collegate a sistemi di sicurezza per accedere a edifici e identificatori di radiofrequenze Tag (RFID) utilizzati sui prodotti di consumo per tenere traccia dell'inventario.
Il materiale più spesso usato per produrre RAM ferroelettrica a partire dal 2011 è il titanato di zirconato di piombo (PZT), sebbene la storia della tecnologia possa essere fatta risalire al suo concepimento nel 1952 e alla prima produzione verso la fine degli anni '80. L'architettura del chip FRAM è costruita su un modello in cui un condensatore di memoria è accoppiato con un transistor di segnalazione per formare una cella di metallizzazione programmabile. Il materiale PZT nella RAM ferrorelettrica è ciò che gli dà la capacità di conservare i dati senza accesso all'alimentazione. Mentre l'architettura si basa sullo stesso modello di DRAM ed entrambi archiviano i dati come stringhe binarie di uno e zeri, solo la RAM ferroelettrica ha una memoria a cambiamento di fase, in cui i dati vengono incorporati in modo permanente fino a quando un campo elettrico applicato non lo cancella o lo sovrascrive. In questo senso, la RAM ferroelettrica funziona allo stesso modo della memoria flash o di un chip EEPROM, tranne per il fatto che la velocità di lettura / scrittura è molto più veloce e può essere ripetuta più volte prima che il chip FRAM inizi a guastarsi e il livello di consumo energetico sia molto elevato inferiore.
Poiché la RAM ferroelettrica può avere velocità di accesso in lettura e scrittura 30.000 volte più veloci di un chip EEPROM standard, insieme al fatto che può durare 100.000 volte più a lungo e avere solo 1/200 del consumo di energia di EEPROM, è un tipo di precursore alla pista di memoria. La memoria da pista è un tipo di memoria a stato solido universale non volatile in fase di progettazione negli Stati Uniti che potrebbe eventualmente sostituire i dischi rigidi standard del computer e i dispositivi di memoria flash portatili. Una volta commercializzata, si prevede che la memoria della pista abbia una velocità di lettura / scrittura 100 volte più veloce dell'attuale RAM ferroelettrica o 3.000.000 volte più veloce rispetto al livello di prestazioni di un disco rigido standard a partire dal 2011.