Ferroelektrik RAM Nedir?

Ferroelektrik rasgele erişim belleği (FRAM veya FeRAM), bilgisayar uygulamaları için özel bir katı hal veri depolama ortamı türüdür. Kişisel bilgisayarların çoğunda kullanılan ortak RAM'den farklıdır; bu, standart dinamik RAM (DRAM) için değil, cihaza güç geldiğinde depolanan verileri sakladığı anlamına gelir. FRAM'ın yapıldığı malzemenin benzersiz özellikleri, doğal bir ferroelektrik durumu verir; bu, enerjiye ihtiyaç duymadan, verilerin yarı kalıcı depolanmasına kendini veren yerleşik bir kutuplaştırmaya sahip olduğu anlamına gelir. Bu doğal polarizasyon, FRAM'ın standart DRAM'a göre düşük bir güç tüketim seviyesine sahip olduğu anlamına gelir.

Bir FRAM yongası üzerindeki veriler, kendisine yeni bilgiler yazmak için bir elektrik alanı uygulanarak da değiştirilebilir; bu, elektriksel olarak silinebilir programlanabilir salt okunur bellek olarak bilinen birçok bilgisayarlı endüstriyel makine türünde Flash RAM ve programlanabilir bellek yongalarına biraz benzerlik sağlar. (EEPROM). FRAM'ın ana dezavantajları, veriler için depolama yoğunluğunun, diğer RAM türlerinden önemli ölçüde daha düşük olmasıdır ve ferroelektrik tabaka silikon yonga üretimi sırasında kolayca bozunabildiği için üretilmesi daha zordur. Ferroelektrik RAM büyük miktarda veri tutamayacağından ve çok fazla bellek gerektiren uygulamalar için pahalı olacağından, binalara ve radyo frekansı tanımlayıcısına girmek için güvenlik sistemlerine bağlanan akıllı kartlar gibi taşınabilir bilgisayar tabanlı aygıtlarda en sık kullanılır Tüketici ürünlerinde envanteri izlemek için kullanılan (RFID) etiketler.

2011 yılı itibariyle ferroelektrik RAM üretmek için en sık kullanılan malzeme kurşun zirkonat titanattır (PZT), ancak teknolojinin geçmişi 1952'deki anlayışına ve 1980'lerin sonlarına yakın ilk üretimine kadar takip edilebilir. FRAM yonga mimarisi, bir programlanabilir metalizasyon hücresini oluşturmak için bir depolama kapasitörünün bir sinyal transistörü ile eşleştirildiği bir model üzerine kuruludur. Ferrorelektrik RAM'deki PZT malzemesi, enerjiye erişimi olmayan verileri tutma yeteneği veren şeydir. Mimari, DRAM ile aynı modele dayanmakla birlikte, her ikisini de sıfır ve sıfırlardan oluşan ikilik dizeler olarak saklamakla birlikte, yalnızca ferroelektrik RAM, uygulanan bir elektrik alanı silene veya üzerine yazana kadar verilerin kalıcı olarak gömüldüğü faz değiştirme belleğine sahiptir. Bu anlamda, ferroelektrik RAM, flash bellek veya bir EEPROM yongasıyla aynı şekilde çalışır, ancak okuma yazma hızının çok daha hızlı olması ve FRAM yongasının bozulmaya başlaması için daha önce tekrarlanması ve güç tüketiminin çok fazla olması dışında düşürün.

Ferroelektrik RAM, standart bir EEPROM çipinden 30.000 kat daha hızlı okuma-yazma erişim hızlarına sahip olabileceğinden, 100.000 kat daha uzun süre dayanabildiği ve EEPROM'un yalnızca 1/200. hafızayı yarışmak için. Yarış pisti belleği, ABD'de tasarlanan ve sonunda standart bilgisayar sabit disklerini ve taşınabilir flash bellek aygıtlarını değiştirebilecek, uçucu olmayan, evrensel katı hal bellektir. Piyasaya sürüldüğünde, yarış pisti hafızasının, mevcut ferroelektrik RAM'den 100 kat daha hızlı veya standart bir sabit sürücünün 2011 yılı performans seviyesinden 3.000.000 kat daha hızlı bir okuma-yazma hızına sahip olması bekleniyor.