در حال حاضر بازار حافظه ، به ارزش ۱۶۵ میلیارد دلار در سال، در اختیار DRAM و NAND flash است. DRAM سریع و با پایداری عالی است اما حافظه ای فرار است و نیاز به رفرش مداوم داده ها دارد. از سوی دیگر،NAND غیر قابل پاک شدن است و حتی در زمان خاموشی داده ها را حفظ می کند ، اما کندتر است و در عملیات نوشتن / پاک کردن پایداری کمتری دارد.
ULTRARAM، که توسط شرکت Quinas Technology، توسعه یافته است، ترکیبی از مزایای حافظه‌های DRAM و NAND را داراست. این حافظه، به طور همزمان سرعت خواندن/نوشتن حافظه سیستم را دارد و نیاز به تغذیه مداوم ندارد. علاوه بر این، ULTRARAM دارای پایداری بالاتری نسبت به حافظه‌های فلش است و از نظر مصرف انرژی نیز کارآمدتر عمل می‌کند .
این فناوری، که به تازگی در Flash Memory Summit جایزه‌ای را از آن خود کرده است، به طور معمولی اطلاعات را برای هزار سال نگه می‌دارد. این پیشرفت در حافظه‌ها می‌تواند تبدیل به یک گزینه جذاب برای جایگزینی حافظه‌های RAM و NAND شود.
Resonant tunneling
ULTRARAM از فرآیند مکانیک کوانتومی به نام “ Resonant tunneling” استفاده می کند و امکان حافظه ای با قابلیت های نوشتن و پاک کردن سریع، بدون نوسان و از لحاظ انرژی کارآمد را فراهم می کند و منجر به پایداری بالا در حافظه می شود. ترکیب این ویژگی ها قبلا غیر قابل دستیابی تلقی می شد و به همین دلیل برخی آن را “مقدس ترین هدف در فناوری حافظه” نامیده اند.
ULTRARAM بر پایه سیلیکون نیست، بلکه از مواد نیمه رسانای ترکیبی به نام III-V استفاده می کند، از جمله gallium antimonide (GaSb)، arsenide (InAs) و aluminium antimonide (AlSb).
برخلاف حافظه‌های فلش که از ” oxide barrier ” با مقاومت بالا برای نگه داشتن شارژ استفاده می‌کنند ، ULTRARAM از لایه‌های اتمی نازک InAs/AlSb برای ایجاد یک ساختار “triple-barrier resonant-tunneling (TBRT)“ بهره می‌برد. این ساختار به ULTRARAM امکان تغییر بین حالتی با مقاومت بالا و حالتی با رسانایی بالا را می‌دهد، که از ویژگی‌های منحصر به فرد آن است.
بهروری انرژی در ULTRARAM بسیار قابل توجه است. براساس تحقیقات انجام شده، انرژی سوئیچینگ در واحد مساحت ۱۰۰ برابر کمتر از DRAM، ۱۰۰۰ برابر کمتر از فلش و بیش از ۱۰،۰۰۰ برابر کمتر از سایر حافظه های نوظهور است. خواندن اطلاعات بدون نوسانات، نیاز به رفرش را از بین می برد و در نتیجه باعث بهروری در مصرف انرژی می شود.
با توجه به مصرف بالای برق در مراکز داده ، ULTRARAM با کاهش انرژی مورد نیاز برای نگه داشتن داده‌ها در حافظه فعال یا جابجایی آن بین حافظه‌های ذخیره شده و فعال، می‌تواند نیازهای انرژی این بخش را به طرز قابل توجهی کاهش دهد.
پایداری ULTRARAM نیز قابل توجه است. شرکت Quinas ادعا می کند که عملکرد این حافظه در بیش از ۱۰ میلیون چرخه عملیات نوشتن/پاک کردن ، بدون تغییر باقی مانده است . این ویژگی برای کاربرانی که نیاز به حافظه‌هایی با عمر طولانی و پایداری بالا دارند، مهم است.
و خبر خوب اینکه می توان ULTRARAM را با استفاده از فرآیندهای تولید در صنایع نیمه رساناها و سیلیکون، که در حال حاضر در دسترس است ، به صورت انبوه تولید کرد.