Resumo
- Samsung desenvolveu um novo chip de memória FeFET que consome 96% menos energia que memórias NAND tradicionais.
- A tecnologia utiliza transistores ferroelétricos, permitindo leitura de dados com tensão de passagem próxima de zero.
- Essa memória armazena até 5 bits por célula e se demonstrou viável para produção em alta densidade com arquitetura 3D.
Pesquisadores da Samsung anunciaram uma nova memória baseada em transistores ferroelétricos (FeFET). A tecnologia demonstrou capacidade de reduzir o consumo de energia em até 96% em comparação com memórias flash NAND tradicionais, utilizadas em SSDs e smartphones.
A inovação, publicada na revista científica Nature, utiliza um novo composto de materiais para eliminar a necessidade de voltagem excessiva durante a leitura dos dados.
Segundo os engenheiros da fabricante sul-coreana, a tecnologia viabiliza dispositivos de armazenamento de alta capacidade e ultrabaixo consumo, o que deve atender à demanda de servidores de inteligência artificial e computação de borda (edge computing).
Limites da memória NAND
O desenvolvimento do FeFET visa superar uma limitação estrutural do padrão flash NAND. Nessas memórias, as células são organizadas em strings conectados em série. Para ler os dados de uma célula específica, o sistema precisa aplicar uma voltagem elétrica, chamada de “tensão de passagem”, nas células vizinhas.
Esse funcionamento cria um problema de escalabilidade: quanto maior o número de células para aumentar a capacidade de armazenamento, maior o consumo de energia acumulado pela tensão de passagem.
O portal ChosunBiz relembra que tentativas anteriores da indústria para reduzir essa voltagem resultavam na diminuição da margem de sinal, o que impedia o chip de distinguir corretamente os dados e inviabilizava o armazenamento multinível (vários bits por célula).
Como a memória FeFET reduziu o consumo?
A equipe da Samsung solucionou o problema no desenvolvimento da memória FeFET, baseada em óxido de háfnio dopado com zircônio, combinado a um canal semicondutor de óxido. Materiais ferroelétricos possuem a propriedade de controlar a direção da polarização através de uma voltagem externa e manter esse estado mesmo sem energia elétrica.
Com isso, os pesquisadores conseguiram realizar a leitura dos dados aplicando uma tensão de passagem próxima de zero. Sem a necessidade de energizar as células adjacentes nos strings, o consumo de energia caiu 96% em relação ao método convencional.
Além da eficiência energética, o estudo comprovou que a tecnologia mantém a densidade necessária para produtos comerciais. A nova memória FeFET armazenou de forma estável até 5 bits por célula. Para fins de comparação, as atuais memórias QLC (Quad-Level Cell) armazenam 4 bits.
Os testes também validaram a integração do novo material em arquiteturas tridimensionais (3D), em que as células são empilhadas verticalmente, formato padrão das memórias V-NAND da Samsung. O funcionamento permaneceu estável mesmo em células miniaturizadas, com comprimento de canal de 25 nanômetros (nm), confirmando a viabilidade para produção em alta densidade.
