Nano-RAM (disingkat NRAM) adalah teknologi memori komputer berpemilik yang dikembangkan oleh perusahaan Nantero. Perangkat ini merupakan jenis memori akses acak non-volatil yang memanfaatkan posisi fisik susunan tabung nano karbon (CNT) yang diendapkan di atas substrat semikonduktor. Secara teoretis, dimensi tabung nano yang mikroskopis memungkinkan perancangan memori berkerapatan sangat tinggi serta berkecepatan tinggi melampaui silikon konvensional.
Karakteristik teknologi
Generasi awal teknologi NRAM Nantero mengandalkan perangkat semikonduktor tiga terminal, di mana terminal ketiga digunakan untuk mengalihkan status sel memori. Generasi keduanya disempurnakan menjadi arsitektur sel dua terminal yang memberikan efisiensi dimensi sel, skalabilitas litografi hingga di bawah 20 nm, serta kemudahan pasivasi dielektrik selama proses fabrikasi semikonduktor.
Di dalam kisi jalinan tabung nano karbon, tabung-tabung yang bersilangan dapat berada dalam kondisi saling bersentuhan atau sedikit terpisah tergantung pada konfigurasinya:
- Keadaan biner 0 (resistansi tinggi): Tabung nano tidak saling bersentuhan akibat sifat kekakuan mekanis tabung (modulus Young mencapai 1 TPa), sehingga arus listrik sulit mengalir di antara elektroda atas dan elektroda bawah.
- Keadaan biner 1 (resistansi rendah): Tabung nano ditarik hingga saling bersentuhan dan terikat oleh gaya Van der Waals dengan energi aktivasi sekitar 5 eV, menghasilkan jalur konduksi listrik beresistansi rendah.[1]
Peralihan status logika dilakukan dengan memberikan pulsa tegangan listrik yang sedikit lebih tinggi daripada tegangan baca. Pemberian tegangan tarik memicu gaya tarik elektrostatis antartabung (operasi SET / logika 1). Sebaliknya, pemberian denyut tegangan tertentu lainnya akan membangkitkan eksitasi fonon termal yang melepaskan ikatan Van der Waals antartabung sehingga kembali terpisah (operasi RESET / logika 0). Karena membutuhkan energi aktivasi di atas 5 eV untuk mengubah posisinya, NRAM memiliki kekebalan tinggi terhadap radiasi lingkungan luar dan fluktuasi suhu ekstrem yang kerap merusak data pada DRAM biasa.
Perbandingan dengan memori lain
NRAM dirancang sebagai kandidat memori universal yang menggabungkan keunggulan berbagai jenis memori:
- Dibandingkan dengan memori kilat (NAND flash): Memori kilat mengandalkan penahanan elektron pada gerbang terapung (*floating gate*) yang membutuhkan tegangan tinggi (pompa muatan ~10 V) untuk proses penghapusan blok, membatasi siklus tulis-hapus (*endurance*). NRAM beroperasi pada tegangan rendah tanpa degradasi lapisan isolator oksida dan mampu melakukan penulisan ribuan kali lebih cepat.
- Dibandingkan dengan DRAM: DRAM membutuhkan daya penyegaran (*refresh*) berkala karena kebocoran kapasitor. NRAM mempertahankan posisi fisik tabung nano tanpa memerlukan arus penyegar, memangkas konsumsi daya secara drastis saat sistem dalam keadaan siaga.
- Dibandingkan dengan SRAM: NRAM menawarkan kecepatan baca-tulis yang mendekati latensi SRAM, namun memiliki kerapatan sel jauh lebih tinggi sehingga berbiaya produksi lebih ekonomis per bita.
Sejarah perkembangan
Nantero didirikan pada tahun 2001 dan berpusat di Woburn, Massachusetts. Perusahaan ini memposisikan NRAM sebagai calon pengganti memori kilat dan DRAM sejak awal dekade 2000-an.[2]
Pada Agustus 2008, kontraktor pertahanan Lockheed Martin mengakuisisi lisensi eksklusif kekayaan intelektual Nantero untuk aplikasi pemerintahan dan kedirgantaraan.[3] Pada Mei 2009, modul uji NRAM tahan radiasi diuji coba di luar angkasa dalam misi pesawat ulang-alik STS-125.[4]
Pada tahun 2016, produsen semikonduktor asal Jepang, Fujitsu, melisensikan teknologi NRAM untuk mengembangkan cip tersemat komersial yang menjanjikan kecepatan tulis ribuan kali lebih kencang dibanding memori kilat tertanam.[5]
Kendati berhasil membuktikan konsep fisika di laboratorium dan mengumpulkan pendanaan puluhan juta dolar dari lembaga modal ventura, Nantero menghadapi tantangan berat dalam standardisasi kemurnian kimia tabung nano dan integrasi lini produksi wafer silikon bervolume tinggi. Dominasi skala ekonomi pabrik memori kilat 3D NAND dan DDR DRAM yang terus berkembang pesat membuat adopsi komersial NRAM terhambat. Pada pertengahan tahun 2024, Nantero menghentikan kegiatan operasionalnya dan sebagian aset peralatannya dilelang.[6]
Lihat pula
Referensi
- ↑ "What is DRAM's Future?". Semiconductor Engineering (dalam bahasa Inggris). 9 April 2020.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ "A new type of computer memory uses carbon, rather than silicon". The Economist (dalam bahasa Inggris). 8 Mei 2003.
- ↑ LaPedus, Mark (13 Agustus 2008). "Lockheed buys Nantero's government unit". EE Times (dalam bahasa Inggris).
- ↑ "Lockheed Martin Tests Carbon Nanotube-Based Memory Devices on NASA Shuttle Mission" (dalam bahasa Inggris). PR Newswire. 18 November 2009.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Mellor, Chris (31 Agustus 2016). "Deep inside Nantero's non-volatile carbon nanotube RAM tech". The Register (dalam bahasa Inggris).
- ↑ "Online Auction Featuring Late Model Semiconductor Equipment From A Carbon Nanotube Electronic Manufacturer". Heritage Global Partners (dalam bahasa Inggris). Agustus 2024.