4DS Memory Limited kondigt een nieuw type ReRAM-technologie aan voor AI-verwerking, waarmee persistent geheugen met hoge bandbreedte en hoge duurzaamheid wordt geïntroduceerd voor big data en neurale netapplicaties. 4DS' Interface Switching op basis van PCMO (Praseodymium, Calcium, Mangaan, Zuurstof) ReRAM-technologie biedt aanzienlijke voordelen ten opzichte van andere filamentaire ReRAM-technologieën en is het eerste bedrijf dat deze snelle, duurzame niet-vluchtige technologie met hoge duurzaamheid ontwikkelt op een geavanceerde CMOS-node. Een van de grootste uitdagingen voor de AI-markt is dat traditionele CPU-architecturen niet efficiënt kunnen omgaan met de enorme hoeveelheden gegevens die in de chip moeten worden gelezen, verwerkt en de resultaten weer uit de chip moeten worden geschreven.

Nieuwe chiparchitecturen brengen het geheugen samen met de rekenkracht (Compute in Memory), maar deze aanpak wordt beperkt door het type geheugen dat ze kunnen gebruiken en dat snel genoeg is en de hoeveelheid geheugen die geïntegreerd kan worden. Met deze grotere modellen zijn ook de uitdagingen van back-up en herstel van computergegevens toegenomen. Naast snelheid is ook energie-efficiëntie steeds belangrijker geworden, aangezien AI-verwerking volgens voorspellingen in 2026 10 keer zoveel energie zal verbruiken als in 2023, volgens het International Energy Agency.

Omdat 4DS binnen zijn persistentievenster niet ververst hoeft te worden en binnen het DRAM-bedrijfsvenster 'ververst' kan worden ('verborgen verversen'), kan het op unieke wijze een energie-efficiënte geheugentechnologie met hoge bandbreedte en hoge duurzaamheid voor het AI-tijdperk leveren. De belangrijkste kenmerken van 4DS' oppervlaktegebaseerde ReRAM zijn de volgende: Gebiedsgebaseerd, programmeren met lage stroomdichtheid, hoge duurzaamheid en schaalbaar met technologienode; zeer responsief met extreem snelle single-shot schrijftijd van 4,7 ns om lage energie per bit te leveren bij het schrijven op DRAM-snelheden; persistent geheugen met hoge bandbreedte voor krachtige gegevensbescherming; geheugen met hoge duurzaamheid met tot 109 aangetoonde duurzaamheid; dynamische partitionering: Sectoren met hoog uithoudingsvermogen en hoge retentie kunnen dynamisch worden toegewezen met gegevensretentie van uren tot dagen tot maanden; Hoge schaal en dichtheid w 20 nm cel die in het vierde kwartaal van 2024 wordt gedemonstreerd; Eenvoudige integratie in elk geavanceerd CMOS-proces met behulp van standaard fab-apparatuur. 4DS heeft een ontwikkelingsovereenkomst met het in België gevestigde imec - een wereldleider op het gebied van onderzoek en innovatie in nano-elektronica en digitale technologieën - voor een 20 nm Mb-chip met 1,6B elementen die in 2024 bij imec zal worden gedraaid. PCMO ReRAM behoort tot een klasse van Interface Switching ReRAM waarbij het schakelmechanisme is gebaseerd op de interfacekenmerken van de cel.

Specifiek is het hele interfacegebied betrokken bij het schakelen, daarom wordt het soms ook gebiedsgebaseerd schakelen genoemd. Zuurstofionen, die geleiding door de cel mogelijk maken, worden door de elektrische veldpuls in en uit de cel bewogen. Wanneer deze zuurstof aanwezig is, geleidt de cel en wordt er gesproken van SET.

Wanneer de zuurstof wordt verwijderd, valt de stroom weg en wordt er gesproken van een RESET. Omdat het hele interfacegebied erbij betrokken is, wordt de stroomdichtheid minimaal gehouden, wat bijdraagt aan het hoge uithoudingsvermogen van de cel.