Une équipe de recherche de l’Université de Fudan vient de présenter une innovation qui pourrait bien changer la donne dans le domaine du stockage numérique. Les chercheurs ont mis au point le dispositif de stockage semi-conducteur le plus rapide jamais enregistré, baptisé « PoX » (Phase-change Oxide). Cette mémoire flash non volatile permet de programmer un bit en seulement 400 picosecondes (soit environ 25 milliards d’opérations par seconde). Ces résultats ont été publiés dans la réputée revue Nature, marquant un tournant dans les technologies de stockage.
Un nouveau regard sur les mémoires numériques
Alors que les mémoires classiques — comme les RAM statiques et dynamiques (SRAM et DRAM) — écrivent les données en 1 à 10 nanosecondes mais perdent tout dès que le courant est coupé, les puces flash gardent les informations sans alimentation. Le hic avec ces dernières, c’est que l’écriture se fait souvent en quelques micro à millisecondes, ce qui peut poser problème pour des applications poussées comme l’intelligence artificielle et le Big Data.
La magie technique de PoX, c’est que l’équipe dirigée par le Professeur Zhou Peng du Laboratoire clé d’État des puces intégrées et des systèmes est parvenue à réinventer le fonctionnement traditionnel des mémoires flash. Ils ont remplacé les canaux en silicium par du graphène de Dirac bidimensionnel (une matière ultra-fine qui permet un transport de charge très rapide). En ajustant la « longueur gaussienne » du canal, ils ont obtenu une super-injection bidimensionnelle (c’est-à-dire une injection de charge qui dépasse les limites habituelles), ce qui permet une charge illimitée dans la couche de stockage. Cette méthode contourne le problème classique lié à l’injection des charges.
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Les atouts et retombées pour l’industrie
La mémoire PoX présente plusieurs avantages qui méritent d’être soulignés. D’une part, elle est non volatile, ce qui veut dire qu’elle garde les données même sans alimentation — et ce, tout en combinant une consommation d’énergie ultra-faible et des vitesses d’écriture en picosecondes. Cette performance pourrait même supprimer l’utilisation de caches SRAM haute vitesse dans les puces dédiées à l’intelligence artificielle. Par ailleurs, elle ouvre la porte à la conception d’ordinateurs portables et de téléphones affichant une consommation très basse et démarrez en un clin d’œil, favorisant ainsi l’énergie portable.
Ce progrès pourrait bien réduire significativement la consommation d’énergie des centres de données et prolonger l’autonomie des appareils mobiles (sans pour autant compromettre leur rapidité). Il offre également la possibilité de faire fonctionner des bases de données de manière optimisée, capables de contenir des ensembles de travail entiers en stockage d’énergie.
Les défis à venir et les enjeux stratégiques
La mémoire flash joue un rôle central dans la stratégie mondiale des semi-conducteurs grâce à son coût abordable et sa capacité à monter en puissance. La découverte faite par l’équipe de Fudan propose un « mécanisme complètement original » qui risque de bouleverser le paysage technologique tout en confortant l’effort chinois pour atteindre un leadership dans le domaine des puces de base.
Cela dit, malgré toute la promesse de cette avancée, certains défis restent à surmonter. Par exemple, les performances annoncées n’ont pas encore été validées par des experts indépendants et plusieurs questions subsistent sur la longévité de ce nouveau dispositif et sa capacité à être produit en grande échelle à un prix raisonnable. Les ingénieurs s’attachent pour le moment à travailler sur l’architecture cellulaire et les démonstrations au niveau des matrices, pendant que les fonderies chinoises se précipitent pour intégrer ces matériaux 2D aux lignes CMOS traditionnelles.
Le Professeur Zhou Peng précise que « notre percée peut remodeler la technologie de stockage, stimuler les mises à jour industrielles et ouvrir de nouveaux scénarios d’application ».
Heu 400ps c’est juste 0.4 ns.
Passer de 10ns à 0.4ns c’est bien mais c’est juste un facteur 25
Il est ou votre facteur 10000 ?