Keşfedin, Öğrenin ve Paylaşın
Evrim Ağacı'nda Aradığın Her Şeye Ulaşabilirsin!
Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Daha Akıllı Bellek: Enerji Tüketimi Azalan Yeni Nesil RAM

3 dakika
192
Daha Akıllı Bellek: Enerji Tüketimi Azalan Yeni Nesil RAM Midjourney
Tüm Reklamları Kapat

Osaka kentinde çalışan araştırmacılar, geleneksel rastgele erişimli bellek (RAM) türlerinin sınırlamalarını aşmayı hedefleyen pek çok yeni bellek teknolojisi arasından öne çıkan Magnetorezistif RAM (MRAM) üzerine yoğunlaşmaktadır. MRAM, uçucu olmayan (İng: non-volatile) yapısı, yüksek hızı, geniş depolama kapasitesi ve uzun süreli kullanım ömrü (dayanıklılık) sayesinde, bilgisayar belleklerinde devrim niteliğinde bir çözüm sunmaktadır. Bununla birlikte, MRAM cihazlarında kaydedilen önemli ilerlemelere rağmen veri yazma sırasında enerji tüketiminin azaltılması aşılması, gereken önemli bir sorundur.

Çalışmalarını Advanced Science dergisinde yayınlayan bilim insanları, söz konusu sorunu çözmek için yeni bir teknoloji geliştirmektedir. Önerdikleri teknoloji, mevcut akım tabanlı yaklaşıma kıyasla daha düşük enerji tüketimine sahip "elektrik alanı tabanlı" bir yazma yöntemi kullanarak geleneksel RAM'lere bir alternatif sunuyor. Bu yöntemde elektrik alanıyla veri yazımı hedeflendiği için günümüzdeki akım tabanlı (İng: "current-based") veri yazma yöntemine kıyasla çok daha düşük enerji tüketimi sunmaktadır.

MRAM ve Düşük Enerjili Gelecek Vizyonu

Geniş çapta kullanılan dinamik RAM (DRAM) belleklerde, veri depolamak amacıyla kondansatör ve transistör gibi bileşenler yer almaktadır. Buradaki veriler "uçucu" bir biçimde saklanmaktadır ve enerji kesildiğinde bilgi kaybolmaktadır. MRAM ise veri saklamak için mıknatıslanma yönü gibi manyetik durumları kullandığından enerji kesildiğinde bile verileri silmemektedir. Araştırmanın lider yazarlarından Takamasa Usami, konuya ilişkin düşüncelerini şöyle aktarıyor:

Tüm Reklamları Kapat

MRAM aygıtları kondansatörlerdeki uçucu elektrik yükü yerine uçucu olmayan manyetizasyon durumuna dayanmaktadır. Bu özellik nedeniyle bekleme modunda DRAM'e kıyasla çok daha düşük güç tüketimi sağlamaktadır ve bu yönüyle umut vadeden bir alternatiftir.

Günümüzdeki MRAM cihazları, manyetik tünel eklemlerinin (İng: "magnetic tunnel junctions") manyetizasyon vektörlerini değiştirmek için elektrik akımı kullanmaktadır. Ancak, yazma işlemi sırasında manyetizasyon vektörlerini değiştirmek için büyük bir elektrik akımı gereklidir. Bu da yüksek akım yüzünden ısı ortaya çıkacağı ve enerji tüketiminin artacağı anlamına gelir.

Bu sorunu çözmek için araştırmacılar, MRAM cihazlarını elektrik alanıyla kontrol etmeyi sağlayan yeni bir bileşen geliştirdi. Manyetizasyon yönünü elektrik alanıyla değiştirebilen çok katmanlı özel bir yapının elektrik alana tepkisi, genel olarak "ters manyetoelektrik bağlaşım katsayısı" adı verilen bir ölçütle ifade ediliyor. Bu katsayının yüksek olması, yapının manyetik tepki gücünün de yüksek olduğu anlamına gelmektedir. Bir başka deyişle, CME katsayısı ne kadar büyükse, elektrik alanıyla manyetizasyon yönünü değiştirmek o kadar kolaylaşmaktadır. Böylece bellek yazma işlemlerinde daha az elektrik akımı kullanılmakta ve enerji tüketimi düşmektedir.

Bu etkiyi sağlayan temel mekanizma, "ters manyetoelektrik bağlaşım" (CME) olarak adlandırılmaktadır. CME katsayısının değeri, manyetizasyonun elektrik alanına ne kadar güçlü yanıt verdiğini göstermektedir. Araştırmacılar, Co2FeSi (kobalt-demir-silikon) katmanında 10−5s/m10^{-5} s/m düzeyinde bir CME katsayısı elde etmiş durumdadır. Ancak bu malzemedeki yapısal düzensizlikler, manyetik özelliklerin elektrik alanıyla kararlı biçimde kontrol edilmesini zorlaştırmaktadır.

Vanadyum Katmanı ile İyileştirme

Bu sorunu aşmak amacıyla Co2FeSi katmanı ile piezoelektrik malzeme arasına ultra-ince bir vanadyum (V) katmanı yerleştirilmektedir. Vanadyum katmanı, arayüzün daha düzenli bir yapı kazanmasını sağlamakta ve Co2FeSi katmanının manyetik anizotropisini (manyetik yönelme eğilimi) kararlı biçimde yönetmeye yardımcı olmaktadır. Böylece önceki tasarımlara kıyasla daha yüksek bir CME katsayısı elde edilmekte, yani elektrik alanıyla manyetik değişim daha güçlü şekilde gerçekleşmektedir.

Tüm Reklamları Kapat

Ayrıca bu yeni yöntem sayesinde sıfır elektrik alanında 0 ve 1 olarak da anlaşılabilecek iki farklı manyetik durum şeklinde kararlı biçimde korunabilmektedir. Bu özellik, enerji kesildiğinde dahi verilerin silinmesini engelleyen uçucu olmayan bellek hücreleri tasarlamak isteyen mühendisler için kritik bir avantaj sunmaktadır. Çalışmanın kıdemli yazarlarından Kohei Hamaya, şu ifadeleri kullanıyor:

Bu yapıların hassas bir şekilde kontrol edilmesi sayesinde, bu aygıtların kullanışlı olması için gereken iki temel koşul sağlanmaktadır: Sıfır elektrik alanında uçucu olmayan bir ikili durum ve devasa bir ters manyetoelektrik (CME) etkisi.

Bu bulgular, geleneksel DRAM'e alternatif oluşturmak için MRAM teknolojisinin kritik bir eşiğe yaklaştığını göstermektedir. Elektrik alanıyla veri yazımına imkân veren bu yaklaşım, belleklerde uzun süredir hedeflenen düşük enerji tüketimi hedefine ulaşmak için önemli bir aşamadır. Araştırmacılar, ilerleyen süreçte vanadyum arayüzünü ve Co2FeSi tabakasını daha kapsamlı analiz etmeyi planlamaktadır. Böylece MRAM'in endüstriyel ölçekte benimsenmesini hızlandıracak daha stabil ve enerji tasarruflu prototipler ortaya çıkması beklenmektedir.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
Özetini Oku
20
1
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

Feragatname: Evrim Ağacı, doğrudan üniversiteler, akademik dergiler veya resmi bilim kurumları tarafından yayınlanan bu basın açıklamalarını temel editöryal düzenlemeden geçirmektedir; ancak açıklamaların isabetliliğinden sorumlu değildir. Basın açıklaması konusundaki sorularınızı aşağıdaki medya irtibat kişisine yöneltebilirsiniz.

Medya İrtibat

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 4
  • Muhteşem! 3
  • Bilim Budur! 1
  • Merak Uyandırıcı! 1
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • T. Usami, et al. (2024). Artificial Control Of Giant Converse Magnetoelectric Effect In Spintronic Multiferroic Heterostructure. Wiley. doi: 10.1002/advs.202413566. | Arşiv Bağlantısı
Sıkça Sorulan Sorular

Vanadyum arayüzlü çoklu-ferroik heteroyapı, elektrik alanı uygulanmasa bile iki farklı manyetik durumu (0 ve 1) istikrarlı şekilde koruyor.

Yüksek akım ihtiyacının ortadan kalkmasıyla Joule ısısı azalıyor; böylece veri merkezlerinden mobil cihazlara kadar çok daha verimli bellekler üretilebilecek.

Manyetik tünel eklemlerindeki manyetizasyon yönelimleri, akım yerine elektrik alanıyla kontrol ediliyor. Vanadyum katmanı da kararlılığı ve ters manyetoelektrik etkisini artırıyor.

Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 21/01/2025 00:46:25 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/19532

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Evcil Hayvanlar
Ses Kaydı
Sağlık Bakanlığı
Veri
İnternet
Evrenin Genişlemesi
Proton
Teyit
Tutarlılık
Endokrin Sistemi
Saç
Regülasyon
Fizyoloji
Cinsellik
Eczacılık
Devir
Genom
Kadın Doğum
Küresel
Sivrisinek
İnsan Evrimi
Evrim Kuramı
Sendrom
Diyet
Zooloji
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Gündem
Bağlantı
Ekle
Soru Sor
Stiller
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Aklınızdan geçenlerin bu platformda bulunmuyor olabilecek kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
S. Küçükkıvanç, et al. Daha Akıllı Bellek: Enerji Tüketimi Azalan Yeni Nesil RAM. (18 Ocak 2025). Alındığı Tarih: 21 Ocak 2025. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/19532
Küçükkıvanç, S., Derin, U. (2025, January 18). Daha Akıllı Bellek: Enerji Tüketimi Azalan Yeni Nesil RAM. Evrim Ağacı. Retrieved January 21, 2025. from https://evrimagaci.org/s/19532
S. Küçükkıvanç, et al. “Daha Akıllı Bellek: Enerji Tüketimi Azalan Yeni Nesil RAM.” Edited by Ufuk Derin. Evrim Ağacı, 18 Jan. 2025, https://evrimagaci.org/s/19532.
Küçükkıvanç, Sena. Derin, Ufuk. “Daha Akıllı Bellek: Enerji Tüketimi Azalan Yeni Nesil RAM.” Edited by Ufuk Derin. Evrim Ağacı, January 18, 2025. https://evrimagaci.org/s/19532.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close