Des chercheurs de l'Université Fudan ont lancé jeudi 17 la mémoire flash la plus rapide au monde à ce jour, « Poxiao ». Sa conception révolutionnaire de vitesse d'effacement et de réécriture brise la barrière de vitesse du stockage moderne de 100 000 fois, annonçant qu'à l'avenir, la vitesse de lecture et d'écriture des cerveaux de l'intelligence artificielle pourra être aussi rapide que la réflexion.

Publié dans la revue Nature, ce bond en avant en physique électronique pourrait bientôt brouiller la frontière entre mémoire et informatique.

Briser la limite de la vitesse de stockage des informations est depuis longtemps l’un des défis les plus fondamentaux dans le domaine des circuits intégrés, et c’est également un goulot d’étranglement technique clé limitant le développement de la puissance de calcul de l’IA. Les architectures de stockage existantes présentent certaines limitations tenaces. Bien que les mémoires volatiles telles que la SRAM et la DRAM soient rapides, elles ont une faible capacité, une consommation d'énergie élevée, des coûts de fabrication élevés et sont sujettes à la perte de données lorsque l'alimentation est coupée. La mémoire non volatile, telle que la mémoire flash, a une capacité plus élevée, consomme moins d'énergie et assure la persistance des données, mais est beaucoup moins rapide.

L'objectif de l'équipe de recherche de l'Université Fudan est d'accélérer la mémoire flash, en exploitant ses atouts tout en s'attaquant à ses limitations de vitesse. « Dans le passé, la façon d'accélérer la mémoire flash était de pré-accélérer les électrons afin qu'ils gagnent de l'énergie avant d'entrer et de sortir », a déclaré le chef du projet Liu Chunsen dans un communiqué de l'Université Fudan. « Cela fait 60 ans que le transistor à grille flottante a été inventé aux Bell Labs », a déclaré le professeur Liu. « Si nous nous étions limités aux théories conventionnelles ou si nous nous étions appuyés sur des changements matériels, nous n'aurions pas pu réaliser de percées majeures. Nous nous sommes donc concentrés sur le développement d'une approche totalement nouvelle de la mémoire flash. »

Au cours du test, sa vitesse d'effacement et d'écriture a atteint 400 picosecondes, surpassant la mémoire volatile SRAM la plus rapide au monde sur le même nœud technologique. Comparé aux centaines de microsecondes d'une mémoire flash ordinaire, la vitesse est augmentée de plus de 100 000 fois.

Selon le site Web de l'Université Fudan, il s'agit de la technologie de mémoire à semi-conducteur la plus rapide au monde à ce jour, permettant d'atteindre un équilibre entre les vitesses de stockage et de calcul. L'article indique : « Une fois l'intégration à grande échelle réalisée, elle devrait bouleverser complètement l'architecture de stockage existante. »

Le rapport ajoute : « Grâce à cette technologie, les futurs PC n'auront peut-être plus besoin de faire la distinction entre la mémoire et le stockage externe, éliminant ainsi le besoin de systèmes de stockage à plusieurs niveaux et permettant le déploiement local de grands modèles d'IA. »

L'équipe a commencé à étudier les dispositifs de mémoire flash en 2015, a proposé un modèle théorique préliminaire en 2021 et a développé l'année dernière un dispositif de mémoire flash ultra-rapide avec une longueur de canal de 8 nanomètres, brisant la limite de taille physique d'environ 15 nanomètres pour la mémoire flash à base de silicium.

Le dispositif de mémoire flash « Dawn » est désormais entré dans la phase de production de masse. Combinée à la technologie CMOS, la puce a réussi à atteindre une production de masse au niveau du kilo-octet.

Dans cinq ans, l’équipe espère pouvoir atteindre des dizaines de téraoctets et obtenir une licence pour le système, le rendant ainsi prêt à être commercialisé.