Avouons-le : bien que la loi de Moore ne soit pas complètement morte, elle est sous assistance respiratoire depuis un certain temps. L’époque des améliorations de performances « faciles » grâce à l’amélioration des processus de fabrication et à la simple réduction de la taille des transistors est révolue depuis longtemps. De nos jours, les équipes de R&D qui cherchent à améliorer les performances des semi-conducteurs d’année en année doivent se diversifier non seulement dans l’architecture des transistors elle-même, mais aussi dans l’ingénierie des matériaux. L’exploration des éléments présents dans le tableau périodique pourrait donner aux semi-conducteurs une conception plus performante, plus petite et économe en énergie que le silicium peut fournir. Aujourd’hui, une équipe de recherche de la School of Engineering de Stanford s’est tournée vers l’un des métaux les plus précieux sur Terre – le palladium – comme lieu potentiel pour des architectures de mémoire plus rapides, plus froides et plus économes en énergie.
L’approche de l’équipe de recherche est basée sur l’hypothèse que nous sommes passés de l’ère d’Internet et que nous sommes déjà à genoux dans l’ère de l’IA. Selon Shan Wang, professeur Leland T. Edwards à l’École d’ingénierie de l’Université de Stanford, l’idée derrière la recherche était de « permettre l’IA à la pointe – une formation locale sur votre ordinateur personnel, votre téléphone ou votre montre intelligente – pour des choses comme une crise cardiaque. détection ou reconnaissance vocale. »
Pourtant, pour ce faire, a-t-il ajouté, notre culture technologique actuelle ne suffira pas ; nous avons besoin d’un type de mémoire qui a été relancé, éteint dans la presse sans qu’un seul produit ait été mis sur le marché : les memristors. Les memristors sont un type de mémoire non volatile qui ne nécessite pas un flux constant d’électricité pour conserver les données dans ses banques de mémoire (consultez ici pour une ventilation plus détaillée de la technologie memristor). Le premier auteur de l’article, Mahendra DC, l’a expliqué le mieux : « Nous nous heurtons à un mur avec la technologie actuelle », déclare DC. « Nous devons donc déterminer quelles autres options nous avons. »
Pour briser ce mur, les chercheurs ont choisi un composé de palladium, le manganèse palladium trois, comme ayant les propriétés nécessaires pour enfin (selon eux) permettre à une conception de memristor de voir le jour. Une partie de la liste de contrôle concerne notre technologie actuelle de fabrication de semi-conducteurs : tout matériau envisagé pour de nouvelles conceptions de semi-conducteurs doit tenir compte du fait que l’outillage et les lignes d’approvisionnement sont ancrés dans le domaine du silicium. Ainsi, tout composé alternatif pourra idéalement être inséré dans les processus de fabrication actuels sans nécessiter de modifications de processus importantes (et coûteuses).
Le manganèse palladium trois correspond à ce projet de loi, mais la propriété la plus importante du composé est la manière dont ses particules sont manipulées pour devenir des dispositifs de stockage de mémoire. Les informations ici ne sont pas dérivées d’un état de tension, comme c’est le cas avec les dispositifs de mémoire standard tels que le flash NAND, mais en manipulant l’orientation du spin des électrons du composé. Essentiellement, les chercheurs sont capables de manipuler le champ magnétique d’un électron, faisant rebondir son centre entre les pôles nord et sud. Ensuite, l’une de ces directions de rotation (nord-sud ou sud-nord) est conçue pour représenter un 1 ou un 0 – déverrouillant le système binaire derrière l’informatique telle que nous la connaissons. Nommée « spin orbit torque magnétoresistive random access memory », ou SOT-MRAM pour un raccourcissement nécessaire, cette méthode de stockage de données de spin a le potentiel de stocker des données plus rapidement et plus efficacement que ne le permet la technologie actuelle – et à des densités plus élevées également.
Bien sûr, il y a une grosse mise en garde dans toutes ces recherches : le palladium est actuellement presque aussi cher que l’or, mais c’est aussi une denrée beaucoup plus rare. Pour aggraver les choses, 40 % du palladium mondial est actuellement extrait en Afrique du Sud, et 44 % de plus en Russie. La disponibilité du palladium pourrait donc elle-même être un problème du côté logistique et géopolitique de l’équation. Au-delà de cela, une demande accrue de palladium pour SOT-MRAM ferait certainement grimper son prix encore plus haut. Tout cela devra être pris en compte lors de la poursuite de nouvelles conceptions de transistors.
Dans l’ensemble, la recherche est prometteuse, mais comme toutes les nouvelles memristor de la dernière décennie (et plus), il semble que nous soyons toujours au début de la proverbiale route des briques jaunes. Que ce soit ou quand nous verrons le château à la fin, eh bien, c’est à l’avenir de nous le dire.