Ferroelektrik Bellek Nedir?

Ferroelektrik rasgele erişim belleği (FRAM), hızlı bir şekilde polariteyi değiştirme özelliğine sahip özel bir "ferroelektrik film" kullanarak bilgisayar verilerini depolar. Cihaz açık olmasa bile verileri tutabiliyor, bu nedenle geçici olmayan bellek olarak sınıflandırılıyor. Ferroelektrik bellek pilsiz çalışır ve çipe bilgi yazılırken veya yeniden yazılırken çok az güç harcar. Rasgele erişim belleğinin performansı, ferroelektrik bellekteki salt okunur belleğin yetenekleriyle birleştirilir. Akıllı kartlarda ve cep telefonları gibi mobil cihazlarda kullanılır, çünkü çok az güç harcanır ve bellek yongaları bunlara müdahale eden biri tarafından erişilmez.

Bir ferroelektrik bellek yongası, çevresindeki elektrik alanını değiştirmek için bir kurşun zirkonat titranat filmi kullanarak çalışır. Filmdeki atomlar elektrik polaritesini pozitif veya negatif olarak değiştirir veya tam tersi de geçerlidir. Bu, filmin ikili kodla uyumlu bir anahtar olarak davranmasına ve verilerin verimli bir şekilde saklanmasına izin vermesine neden olur. Filmin polaritesi güç kapalıyken aynı kalır, bilgiyi sağlam tutar ve çipin fazla enerji olmadan çalışmasına izin verir. Ferroelektrik bellek yongaları, elektrik kesintisi gibi aniden kapandığında bile verileri koruyacaktır.

Dinamik rasgele erişim belleği (DRAM) ve elektrikle silinebilir programlanabilir salt okunur bellek (EEPROM) ile karşılaştırıldığında ferroelektrik bellek, 3.000 kat daha az enerji harcar. Bilgilerin birçok kez yazılmasından, silinmesinden ve yeniden yazılmasından bu yana 10,000 kat daha uzun süreceği de tahmin edilmektedir. DRAM'de bir dielektrik katman kullanılır, ancak FRAM için bunun yerine bir ferroelektrik katman kullanılır. Farklı bellek yongalarının yapısı aksi halde çok benzerdir.

FeRAM olarak da bilinen ferroelektrik hafıza, diğer hafızalardan çok daha hızlı yazabilir. Yazma hızının bir EEPROM cihazından yaklaşık 500 kat daha hızlı olduğu tahmin edilmektedir. Bilim adamları, bellek yongasının yüzeyindeki elektrik alanların görüntülerini almak için elektron mikroskoplarını kullandılar. Bu tekniği kullanarak, daha hızlı çalışan bellek yongaları oluşturmak için polarizasyonun atomik ölçeklerde kontrol edilmesini sağlayan malzemeleri ölçebilirler.

Ferroelektrik bellek, diğer bilgisayar belleği türlerinden daha fazla enerji tasarrufu sağlar. Ayrıca, verileri kullanmak ve saklamak daha güvenlidir çünkü önemli bilgiler o kadar kolay kaybolmaz. Cep telefonlarında ve radyo frekansı tanımlama (RFID) sistemlerinde kullanım için uygundur. Bellek yongaları da verileri birçok kez yeniden yazabilir, bu nedenle bellek yıpranmaz ve kısa sürede değiştirilmesi gerekir.