La mémoire Flash utilisée à des fins de stockage rivalisera peut-être bientôt de performances avec la mémoire vive. Une équipe de chercheurs de l'université de Fudan, à Shanghai, vient en effet de présenter les résultats d'un projet visant à concevoir une cellule de mémoire Flash capable de réaliser une opération d'écriture en seulement 400 picosecondes (10⁻¹² seconde), soit l'équivalent de 2,5 milliards d'opérations par seconde.

La première Flash sub-nanoseconde

Présenté au travers d'un article scientifique publié dans Nature, le projet reviendrait donc à faire passer la mémoire Flash, utilisée à des fins de stockage, sous la barre symbolique de la nanoseconde ( 10⁻⁹ seconde), à laquelle se heurtent aujourd'hui les mémoires vives les plus rapides du marché.

Et les débouchés sont d'ores et déjà bien identifiés, estiment les auteurs. « À la lumière des progrès accélérés de l'intelligence artificielle, il existe un besoin urgent de mémoires de données non volatiles d'une vitesse inférieure à 1 ns afin de surmonter le goulot d'étranglement de l'efficacité énergétique des calculs ».

Au cours de leurs travaux, les chercheurs expliquent avoir étudié deux types de transistors, basés respectivement sur du diséléniure de tungstène et sur du graphène. Si le premier a permis d'atteindre des performances de l'ordre de la nanoseconde, c'est avec le second que le record a été obtenu, en raison des propriétés exceptionnelles du graphène lorsqu'il s'agit de transporter des électrons sur un plan.

Une super-injection qui pousse la NAND à ses limites théoriques

Le dispositif mis au point par les chercheurs offrirait par ailleurs une stabilité et des caractéristiques de fonctionnement prometteuses au regard des modalités techniques de l'informatique actuelle, avec une tension en entrée fixée à 3,7 V et une endurance estimée à au moins 5,5 millions de cycles. Au-delà de la performance pure, les chercheurs se réjouissent surtout d'avoir réussi à valider le principe d'une injection de porteurs chauds (Hot carrier injection, ou HCI) sur un matériau dit 2D (une couche unique d'atomes ou de molécules).

Ce qui les amène à qualifier leur procédé de « super-injection », avec la promesse théorique de pouvoir surmonter les limites usuelles des semiconducteurs. « Le mécanisme de super-injection bidimensionnel pousse la vitesse de la mémoire non volatile à sa limite théorique, redéfinissant ainsi les limites des technologies de stockage existantes », se réjouit ainsi l'un des auteurs du projet.

Des laboratoires de l'université de Fudan au PCB des supercalculateurs dédiés à l'IA, la route est toutefois encore longue : rien ne dit à ce stade que le procédé puisse être industrialisé, que ce soit d'un point de vue technique ou économique.