طوّر فريق من الباحثين بقسم هندسة الكهرباء والحاسوب في كلية الهندسة، جامعة سنغافورة الوطنية (NUS) تقنية جديدة لذاكرة وصول عشوائي مقاومة مغناطيسيا (MRAM) يمكنها أن تزيد من خزين المعلومات في النظم الإلكترونية. ستؤدي هذه التقنية لتصاعد درامي في مساحة الخزن، وتعزيز الذاكرة بشكل يسمح ببقاء البيانات الحديثة سليمة حتى في حالة انقطاع الطاقة. وقد قدّم الفريق فعلا براءة اختراع أميركية مؤقتة لهذه التقنية.
لقد طوّر هذا الفريق، الذي قاده د. يانغ هيونسوو، تركيبة جهاز جديد ستكون مفيدة للجيل القادم من رقائق MRAM التي يمكن تطبيقها لتعزيز تجربة المستخدم في إلكترونيات المستهلكين، بما فيها الحواسيب الشخصية والأجهزة النقالة كاللابتوبات والهواتف النقالة. يمكن أيضا تطبيق هذه التقنية في مجال النقل، الأنظمة العسكرية والطيران، التحكم بالمحركات الصناعية والروبوتيات، إدارة القدرة والطاقة الصناعية إضافة إلى إلكترونيات الرعاية الصحية.
معلّقا على منافع هذه الرقاقة، قال د. يانغ: ”من وجهة نظر المستهلك، لن ننتظر من حواسيبنا أو لابتوباتنا أن تقوم بالإقلاع. حيث ستزداد مساحة الخزن، وستتعزز الذاكرة إلى درجة لا حاجة معها لضغط زر ’حفظ‘ بانتظام بما أن البيانات الجديدة ستظل سليمة حتى في حالة انقطاع الكهرباء. يمكن للأجهزة والمعدات أن تمتلك ذاكرة أكبر دون أي فقد لـ 20 سنة على الأقل وربما أكثر. إن المخطّطات الجارية حاليا مع طبقة ممغنطة رفيعة جدا يمكنها الاحتفاظ بالمعلومات لحوالي عام فقط.“
يضيف د. يانغ، ”ومع اعتمادنا المكثف على هواتفنا النقالة هذه الأيام، نحتاج في العادة لشحنها بشكل يومي. أما باستخدام تقنيتنا الجديدة، فربما لن نحتاج لشحنها إلا بشكل أسبوعي.“
يتوقع لهذا الابتكار أن يغيّر معمارية الحواسيب، فيجعل تصنيعها أسهل كما يلغي الحاجة لوسائل مثل ذاكرة الفلاش، مما يخفض عمليا من الكلفة. يكثّف العديد من اللاعبين في مجال أشباه الموصلات مثل سامسونغ، إنتل، توشيبا و IBM الجهود البحثية في MRAM، وقد تلقت التقنية المبتكرة لهذا الفريق اهتماما كبيرا من لدن صناعة الإلكترونيات.
* كيف تعمل الرقاقة؟
تبرز تقنية MRAM بوصفها القادم الأهمّ في خزن البيانات لأنها غير متقلبة، مما يعني إمكان استرجاع البيانات حتى لو لم يرتبط الجهاز أو المعدّة الإلكترونية بالكهرباء. وثمة اهتمام بحثي شديد في MRAM نظرا لقدرتها على توفير كثافة بتّات عالية واستهلاك قدرة واطئ.
إن الطرق الحالية لتطبيق MRAM تدور حول التقنيات التي تستخدم المغنطة ’ضمن السطح‘، أو الأفقية، المحتثة بالتيار. تستغلّ هذه الطريقة تراكيب فيرّومغناطيسية شديدة الرقّة يمثل تطبيقها تحدّيا نظراً لسمكها الذي يقل عن 1 نانومتر. وتعدّ اعتماديتها التصنيعية واطئة كما تميل للاحتفاظ بالمعلومات لأقل من عام واحد.
ولكن فريق NUS، بالتعاون مع جامعة الملك عبدالله للعلوم والتكنولوجيا في السعودية، استطاع حلّ هذه المشكلة عبر تضمين تراكيب مغناطيسية عديدة الطبقات ذات سمك يقارب 20 نانومترا، موفّرين تركيبا رقائقيا بديلا لتناقل البيانات والخزن الإلكتروني. تسمح هذه التقنية بخزن يمكن أن يدوم لمدة أدناها 20 عاما. وقد نشرت هذه النتائج على النت في Physical Review Letters يوم 9 ديسمبر.
يخطّط الفريق، في الطور اللاحق من بحثهم، لتطبيق التركيب المخترع في خلايا الذاكرة. كما يبحثون عن شركاء صناعيين للتعاون في تطوير ذاكرة MRAM تقوم على العزم في مدار التدويم.
اعداد: حيدر رشيد
