MÉMOIRES NUMÉRIQUES

Perspectives et technologies émergentes

Les mémoires qui équipent aujourd'hui les systèmes informatiques (tableau) sont extrêmement optimisées. Le rythme effréné des améliorations effectuées entre 1980 et 2000 s'est quelque peu réduit et les barrières théoriques imposées par la physique des semi-conducteurs se font de plus en plus menaçantes, mêmes si certains estiment qu'il y a encore beaucoup à faire dans ce domaine. Si le point mémoire dynamique a encore de l'avenir, il y a fort à parier que d'autres technologies plus performantes verront le jour.

Parmi celles-ci, l'une des plus prometteuses est la technologie MRAM (magnetic random access memory, mémoire magnétique à accès aléatoire). Le principe est de substituer à la charge électrique représentant l'information binaire une charge magnétique, qui s'obtient en polarisant quelques électrons d'une capacité ferromagnétique. La différence entre la technologie MRAM et celle qui équipe les disques durs vient principalement de la manière dont les données sont lues. Dans cette nouvelle technologie, c'est la valeur de la résistance du point mémoire formé autour d'une jonction tunnel qui code l'information binaire. De nombreuses firmes de semi-conducteurs investissent dans cette nouvelle technologie qui présente plusieurs intérêts majeurs : un point mémoire ferromagnétique consomme très peu, n'a pas besoin d'être constamment rafraîchi, permet de conserver les données en l'absence de toute alimentation électrique, et garantit un temps d'accès très faible comparé à celui des mémoires actuelles. En pratique, ces mémoires devraient permettre aux ordinateurs de s'initialiser et de s'éteindre presque instantanément.

Une autre piste de recherche est la mémoire holographique HDSS (holographic desktop storage system) qui consiste à stocker les données dans des hologrammes, ce qui permet d'atteindre des capacités de stockage de l'ordre du téra-bit dans le volume d'un morceau de sucre. Le débit des mémoires holographiques est lui aussi impressionnant car, en accédant aux hologrammes, on obtient directement les données contenues par pages entières, chacune représentant des millions de bits. Une page ressemble de fait à une grille de mots croisés avec des motifs clairs et opaques. Chaque page est mémorisée comme le résultat de l'interférence entre deux faisceaux lasers, nommés objet et référence, dans un matériau photosensible cristallin. Si, dans les mêmes conditions, on éclaire le matériau avec le seul faisceau de référence, on recrée le faisceau objet, ce qui permet de lire les données. Le même cristal peut contenir un nombre important de motifs d'interférences, et il suffit de modifier la longueur d'onde du laser ou l'angle entre les deux faisceaux pour sélectionner les pages.

Enfin, pour gérer des mémoires de capacité gigantesque, les chercheurs se penchent aujourd'hui sur les mémoires dites chimiques ou quantiques où les données seraient alors codées dans des agencements de molécules. Le point mémoire est alors à l'échelle de l'atome. Il est constitué de nanotubes de carbone, d'une largeur de quelques nanomètres, au-dessus d'une électrode. En l'absence de courant entre les nanotubes et les électrodes, un point mémoire stocke le bit 0. Soumis à une faible tension, le nanotube « se tord », s'affaisse en son centre et touche l'électrode, créant ainsi le bit 1. Même lorsque la tension d'alimentation disparaît, le nanotube polarisé conserve son information binaire. On peut donc aujourd'hui raisonnablement rêver à une mémoire idéale avec le temps d'accès de celui de la SRAM, la capacité de stockage de celle de la DRAM et la non-volatilité de la mémoire Flash.