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KAIST、電子機器用の低電力メモリスタ集積回路を開発

モノのインターネット、ウェアラブル機器などに活用可能


大徳所在のKAIST(シン・ソンチョル総長)は電気電子工学部のチェ・ソンユル教授と新素材工学科のパク・サンヒ教授の共同研究チームがメモリスタ(Memristor)を利用して「低電力非揮発性ロジック-イン-メモリ集積回路」を開発したと2月13日に発表した。メモリスタはメモリとレジスタの合成語でレジスタ、キャパシタ、インダクタに次ぐ4番目の電子回路素子として注目されている。

モノのインターネット、人工知能など情報通信技術の発展で使用者親和的な柔軟なウェアラブル機器の活用性が高まっている。こうした中で活用可能な低電力バッテリー基盤のソフト電子機器開発の必要性も高まりつつある。

しかし既存のトランジスタで構成されたメモリとロジック回路基盤の電子システムはしきい電圧以下の水準のトランジスタリーク電流(subthreshold leakage current)による待機電力の消耗により携帯用電子機器として活用することが難しかった。また既存のメモリとプロセッサは分離されておりデータをやりとりする過程で電力と時間を消耗するという問題点があった。

研究チームは情報の記録とロジック演算機能を同時に実現できるロジック-イン-メモリ集積回路を開発した。そしてプラスチック基板の上に非揮発性の高分子素材を利用したメモリスタ、酸化物半導体素材を利用した柔軟なショットキー・ダイオード・セレクタ(Schottky Diode Selector)を垂直に集積してセレクタとメモリスタが一対一にペアをなす1S-1M集積素子アレイを製造した。

研究チームは既存のアーキテクチャとは違い待機電力をほとんど消耗しない非揮発性ロジック-イン-メモリ集積回路を実現し新たなコンピューティングアーキテクチャを開発した。またアレイ上で素子間に流れるスニーク(sneak)電流と呼ばれる漏洩電流の問題も解決した。このほか並列コンピュータ方式である一つの命令語で複数の値を同時に計算する単一命令多重データ処理も可能になった。

研究に当ったチェ・ソンユル教授は「研究結果は柔軟性と低電力性をもつメモリとロジックを同時に提供するもの。モバイルとウェアラブル電子システムに革新をもたらす技術を確保した点に意味がある」と述べた。

研究結果は材料分野の国際学術誌『Advanced Functional Materials』に1月10日付で掲載された。





[2018-02-20]

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