Más precisión y velocidad para la computación en memoria

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Investigadores norteamericanos y suizos han desarrollado una memoria resistiva multinivel que mejora la precisión para las aplicaciones de computación en memoria. Esta nueva tecnología cuenta con celdas capaces de almacenar varios bits e interconexiones diagonales que facilitan los procesos de lectura y escritura en paralelo.

Muchos investigadores dedicados al campo de las memorias emergentes están probando las posibilidades que ofrecen los memristores para fabricar nuevas tecnologías de memoria persistente. Uno de los ámbitos de aplicación de esta tecnología es la computación en memoria, ya que esta arquitectura permite operaciones de lectura en paralelo que permiten la lectura de toda la matriz de celdas en un solo paso. Pero el caso de la escritura es diferente, ya que los diseños propuestos hasta ahora tienen limitaciones de energía que pueden acumularse a lo largo de todos los cables que interconectan estas matrices, introduciendo largos tiempos de espera.

Con el fin de solucionar este problema un grupo de científicos de los laboratorios de Investigación de IBM en Suiza y Nueva York han trabajado en una forma de interconectar las matrices de celtas memristivas mediante una estructura de barras cruzadas de forma más eficiente. En el artículo técnico que han publicado en la revista IEEE Transactions on Circuits and Systems II detallan un nuevo diseño de matriz de celdas unitarias en el que cada una comprende cuatro dispositivos memristivos. Y han diseñado esta estructura de tal forma que los transistores pueden activarse de forma diagonal.

Para probar su concepto ha creado una matriz de celda unitaria de 2x2 basada en materiales de cambio de fase con tecnología CMOS de 90 nanómetros. Esto les ha permitido demostrar que las conexiones diagonales permiten llevar a cabo operaciones de escritura paralela sin incurrir en los problemas de las arquitecturas tradicionales. Y afirman que se minimiza el aumento en el tiempo de escritura gracias a que este diseño combina esquemas de programación iterativos y de un solo impacto, lo que resuelve el problema que se produce al tener varios memristores integrados en cada celda, que funcionan de forma independiente.

En base a los experimentos que han realizado sobre un esquema de operaciones MVM, afirman que esta nueva memoria memristiva multinivel proporciona una eficiencia computacional mejorada, que supera las capacidades de la memoria multinivel de 4 bits basada en celdas multinivel con un único transistor. Esto abre las puertas a nuevos diseños de memoria que podrían tener aplicación en campos emergentes como la computación en memoria.