La Ram prépare son futur

Une chose est sûre, la mémoire vive des micros de 2020 existe déjà à l’état de prototype dans un laboratoire de recherche. Mais lequel ? Plusieurs pistes sont aujourd’hui explorées mais aucune n’a débouché sur la technologie qui
fera oublier toutes les autres. On sait simplement que la mémoire vive du futur sera de type NVRam (Non Volatile Ram), c’est-à-dire permanente : contrairement à la mémoire vive actuelle, elle ne perdra pas son contenu en
l’absence d’alimentation électrique. C’est déjà le cas de la flash (qui équipe les cartes des appareils photo et les clés USB, notamment). Mais comme cette mémoire demeure lente, elle ne s’implantera pas sur nos cartes mères.Autre prédiction plutôt facile : la mémoire de demain sera plus dense que celle d’aujourd’hui. Autrement dit, à volume égal, elle stockera davantage de données. Cependant, prolonger la fameuse loi de Moore ne sera pas si évident.
A force de réduire les dimensions des composants, les déroutants phénomènes quantiques commencent à se manifester, tel le célèbre effet tunnel qui transforme les électrons en passe-murailles incontrôlables. Mais les physiciens ont appris à composer
avec ces nouvelles données scientifiques, et ce qui était hier une gêne devient un atout pour explorer d’autres méthodes, une ouverture que certains appellent la loi de More Moore…

Et pourquoi pas des mémoires à base d’ADN ?

Plusieurs familles de mémoires sont actuellement en lice et toutes représentent une rupture technologique. Parmi elles, la PRam (Phase-Change Memory, ou PCM) qui utilise un matériau déjà présent dans les disques
optiques réinscriptibles (RW), capable de passer réversiblement de l’état cristallin (0 binaire) à l’état amorphe (1 binaire). Mais au lieu d’un laser, c’est un transistor qui contrôle ce changement. Quant à la MRam (Magneto-resistive
Ram), elle stocke l’information sous forme magnétique. Une technologie qui n’est pas loin de passer au stade industriel.Dans certains laboratoires, c’est à l’échelle moléculaire que l’on réfléchit. Nantero, une société américaine annonce la NRam, dans laquelle l’information binaire est définie par la forme d’un nanotube de carbone (d’où le N du nom),
selon qu’il est tendu ou non. D’autres parviennent à sculpter quelques molécules, et certains lorgnent même du côté de l’ADN… Une nouvelle frontière est en passe d’être franchie.

Squelettes de carbone

Des chercheurs américains du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont repris le principe de la mémoire magnétique MRam (voir l’encadré page suivante) en miniaturisant le dispositif grâce à des
molécules organiques. Déjà utilisées dans les écrans Oled (Organic Led), ces grandes molécules à squelette de carbone ont la particularité d’être très réactives tout en présentant (en général) une forte résistivité électrique
mais, surtout, elles offrent une propriété qui fascine l’industrie de l’électronique : elles s’auto-organisent, et peuvent ainsi être réunies en structures de très faibles dimensions. L’équipe du NIST a logé une couche de ces molécules à
l’intérieur d’un minuscule trou creusé dans du silicium, entre deux électrodes, l’une de cobalt, l’autre de nickel. Ils ont ainsi pu obtenir le même effet de magnétorésistance tel qu’il est à l’?”uvre dans les disques durs et les MRam. Les
résultats de leurs recherches, communiqués à l’automne 2006, ne permettent pas d’envisager une industrialisation rapide, mais ils laissent entrevoir des mémoires magnétiques bien plus denses dans les décennies à venir.

Molécules à coulisse

Ce sera dans treize ans ! James Fraser Stoddart, chercheur à l’université de Los Angeles, est très précis quand il prédit l’avènement des mémoires moléculaires comme celle qu’il a mise au point à l’aide de rotaxanes. Ces
structures ressemblent à des haltères. Chacune porte un anneau autour de sa tige qui peut venir se fixer sur l’une ou l’autre de ses extrémités. Selon la position de l’anneau, la résistance électrique n’est pas la même. Voilà de quoi coder un 0 ou
un 1. Un faible courant électrique détermine la position de l’anneau, pour lire l’information, tandis qu’une différence de potentiel le fait passer d’une position à l’autre. Une fois l’anneau installé, il y reste : cette mémoire est donc
permanente. Dans le prototype mis au point par James Fraser Stoddart, chaque bit emploie seulement quelque 200 molécules. Un record. Grâce à ces rotaxanes, le laboratoire a réalisé la mémoire la plus dense du monde : 100 Gbits par
centimètre carré, c’est-à-dire 100 fois plus qu’une mémoire vive traditionnelle…

Puces magnétiques

En juillet 2006, la société américaine Freescale a présenté une puce mémoire magnétique de 4 Mbits de type MRam (Magnetoresistive Ram, ou Ram magnétique). Non volatile, comme une mémoire flash, elle est,
en plus, aussi rapide qu’une SRam (mémoire statique utilisée, par exemple, dans les disques durs) et aussi dense qu’une DRam (mémoire dynamique, comme celle qui équipe nos micros actuels). Sa structure et donc sa fabrication sont celles d’un circuit
intégré classique, mais son fonctionnement est complètement différent. Chaque cellule, mémorisant un bit, comprend deux couches magnétiques. L’une a un champ fixe, l’autre peut s’orienter dans le même sens ou dans le sens opposé : l’information
binaire, 0 ou 1, est codée de cette manière. Pour lire l’information de la cellule, on envoie un petit courant dans ces couches. Il ne les traverse (par effet tunnel) que lorsque les deux champs sont dans le même sens. C’est la méthode dite de
magnétorésistance, également employée dans les têtes de lecture des disques durs. Pour changer l’information de la cellule, il suffit d’envoyer une brève impulsion électrique afin d’inverser le champ magnétique de la couche variable. La MRam
peut-elle devenir la mémoire de demain ? Pour l’instant, son coût et sa faible capacité l’en empêchent. Et, en plus, elle est trop sensible aux champs magnétiques extérieurs…

🔴 Pour ne manquer aucune actualité de 01net, suivez-nous sur Google Actualités et WhatsApp.

Jean-Luc Goudet