Τι είναι η σιδηροηλεκτρική μνήμη;

Η σιδηροηλεκτρική μνήμη τυχαίας πρόσβασης (FRAM) αποθηκεύει δεδομένα υπολογιστή χρησιμοποιώντας ένα ειδικό «σιδηροηλεκτρικό φιλμ» που έχει την ικανότητα να αλλάζει γρήγορα την πολικότητα. Είναι σε θέση να διατηρεί δεδομένα ακόμα και όταν δεν είναι ενεργοποιημένη, επομένως ταξινομείται ως μη πτητική μνήμη. Η σιδηροηλεκτρική μνήμη λειτουργεί χωρίς μπαταρίες και καταναλώνει λίγη ενέργεια όταν γράφονται ή ξαναγράφονται πληροφορίες στο τσιπ. Η απόδοση της μνήμης τυχαίας πρόσβασης συνδυάζεται με τις δυνατότητες της μνήμης μόνο για ανάγνωση στη σιδηροηλεκτρική μνήμη. Χρησιμοποιείται για έξυπνες κάρτες και κινητές συσκευές, όπως κινητά τηλέφωνα, επειδή καταναλώνεται μικρή ισχύς και τα τσιπ μνήμης είναι δύσκολο να προσπελαστούν από κάποιον που τα παραποιεί.

Ένα σιδηροηλεκτρικό τσιπ μνήμης λειτουργεί χρησιμοποιώντας μια μεμβράνη τιτρανικού άλατος ζιρκονικού μολύβδου για να αλλάξει ένα ηλεκτρικό πεδίο γύρω από αυτό. Τα άτομα στο φιλμ αλλάζουν την ηλεκτρική πολικότητα σε θετική ή αρνητική, ή αντίστροφα. Αυτό κάνει το φιλμ να συμπεριφέρεται ως διακόπτης που είναι συμβατός με δυαδικό κώδικα και μπορεί να επιτρέψει την αποτελεσματική αποθήκευση δεδομένων. Η πολικότητα του φιλμ παραμένει ίδια όταν είναι απενεργοποιημένη, διατηρώντας τις πληροφορίες ανέπαφες και επιτρέποντας στο τσιπ να λειτουργεί χωρίς πολλή ενέργεια. Τα τσιπ σιδηροηλεκτρικής μνήμης θα διατηρούν ακόμη και δεδομένα εάν η τροφοδοσία διακοπεί ξαφνικά, όπως σε περίπτωση διακοπής ρεύματος.

Σε σύγκριση με τη δυναμική μνήμη τυχαίας πρόσβασης (DRAM) και τη ηλεκτρικά διαγραφόμενη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση (EEPROM), η σιδηροηλεκτρική μνήμη καταναλώνει 3,000 φορές λιγότερη ενέργεια. Υπολογίζεται επίσης ότι θα διαρκέσει 10,000 φορές περισσότερο, καθώς οι πληροφορίες μπορούν να γραφτούν, να διαγραφούν και να ξαναγραφτούν πολλές φορές. Ένα διηλεκτρικό στρώμα χρησιμοποιείται στο DRAM, αλλά ένα σιδηροηλεκτρικό στρώμα χρησιμοποιείται στη θέση του για το FRAM. Η δομή των διαφορετικών τσιπ μνήμης είναι κατά τα άλλα πολύ παρόμοια.

Γνωστή και ως FeRAM, η σιδηροηλεκτρική μνήμη μπορεί να γράψει πολύ πιο γρήγορα από άλλες μνήμες. Η ταχύτητα εγγραφής έχει υπολογιστεί ότι είναι σχεδόν 500 φορές μεγαλύτερη από ό,τι με μια συσκευή EEPROM. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ηλεκτρονικά μικροσκόπια για να κάνουν εικόνες των ηλεκτρικών πεδίων στην επιφάνεια του τσιπ μνήμης. Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική, μπορούν να μετρήσουν υλικά που επιτρέπουν τον έλεγχο της πόλωσης σε ατομική κλίμακα, προκειμένου να δημιουργήσουν τσιπ μνήμης που λειτουργούν ακόμη πιο γρήγορα.

Η σιδηροηλεκτρική μνήμη είναι πιο ενεργειακά αποδοτική από άλλους τύπους μνήμης υπολογιστή. Είναι επίσης ασφαλέστερο να χρησιμοποιείτε και να αποθηκεύετε δεδομένα επειδή σημαντικές πληροφορίες δεν θα χαθούν τόσο εύκολα. Είναι κατάλληλο για χρήση σε κινητά τηλέφωνα και σε συστήματα αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων (RFID). Τα τσιπ μνήμης μπορούν επίσης να ξαναγράψουν δεδομένα πολλές φορές, έτσι η μνήμη δεν θα φθαρεί και θα πρέπει να αντικατασταθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα.