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Rendere affidabili i chip di memoria Speedy
I ricercatori IBM hanno sviluppato un trucco di programmazione che consente di archiviare in modo più affidabile grandi quantità di dati utilizzando una nuova tecnologia promettente chiamata memoria a cambiamento di fase. L'azienda spera di iniziare a integrare questa tecnologia di archiviazione in prodotti commerciali, come i server che elaborano i dati per il cloud, in circa cinque anni.
Memoria a lungo termine: Ogni cella in questo chip di memoria a cambiamento di fase da 200.000 celle può memorizzare più bit di dati in modo affidabile per un periodo di diversi mesi.
Come la memoria flash, che si trova comunemente nei telefoni cellulari, la memoria a cambiamento di fase non è volatile. Ciò significa che non richiede alcun potere per memorizzare i dati. Ed è possibile accedervi rapidamente per avviamenti veloci nei computer e operazioni più efficienti in generale. La memoria a cambiamento di fase ha un vantaggio di velocità rispetto al flash e Micron e Samsung stanno per lanciare prodotti che competeranno con il flash in alcune applicazioni mobili.
Questi prodotti iniziali utilizzeranno celle di memoria che memorizzano un bit ciascuno. Ma affinché la memoria a cambiamento di fase sia competitiva in termini di costi per applicazioni più ampie, dovrà raggiungere una densità più elevata, memorizzando più bit per cella. È necessaria una maggiore densità per IBM per raggiungere il suo obiettivo di sviluppare memoria a cambiamento di fase per sistemi ad alte prestazioni come i server che elaborano e archiviano i dati Internet molto più velocemente.
Il lavoro IBM annunciato oggi offre una soluzione. In passato, i ricercatori non sono stati in grado di realizzare un dispositivo che utilizza più bit per cella che funzioni in modo affidabile per mesi e anni. Ciò è dovuto alle proprietà dei materiali a cambiamento di fase utilizzati per memorizzare i dati. Scienziati a IBM Research a Zurigo hanno sviluppato un trucco software che consente loro di compensare questo.
Ogni cella in questi array di memorizzazione dei dati è costituita da un piccolo punto di materiali a cambiamento di fase racchiusi tra due elettrodi. Applicando una tensione ai capi degli elettrodi, il materiale può essere commutato in un numero qualsiasi di stati lungo un continuum da totalmente non strutturato a altamente cristallino. La memoria viene letta utilizzando un altro impulso elettrico per misurare la resistenza del materiale, che è molto più bassa allo stato cristallino.
Per realizzare celle di memoria multibit, il gruppo IBM ha scelto quattro diversi livelli di resistenza elettrica. Il problema è che nel tempo gli elettroni nelle celle a cambiamento di fase tendono a spostarsi e la resistenza cambia, corrompendo i dati. Il gruppo IBM ha dimostrato di poter codificare i dati in modo tale che, quando vengono letti, possano correggere gli errori basati sulla deriva e ottenere i dati corretti.
Il gruppo IBM ha dimostrato che il codice di correzione degli errori può essere utilizzato per leggere in modo affidabile i dati da un array di memoria a cambiamento di fase da 200.000 celle dopo un periodo di sei mesi. Non sono gigabit, come il flash, ma è impressionante, dice Eric Pop , professore di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign. Stanno usando uno schema di codifica intelligente che sembra prolungare la vita e l'affidabilità della memoria a cambiamento di fase.
Per i prodotti commerciali, tale periodo di affidabilità deve arrivare fino a 10 anni, afferma Victor Zhirnov, direttore dei progetti speciali presso il Società di ricerca sui semiconduttori . IBM dice che può arrivarci. La deriva elettrica in questi materiali è per lo più problematica nei primi microsecondi e minuti dopo la programmazione, afferma Harris Pozidis, manager delle tecnologie di memoria e sonda presso IBM Research a Zurigo. Il problema della deriva può essere statisticamente rappresentato nello schema di codifica IBM per qualsiasi periodo di tempo necessario, afferma Pozidis, perché si verifica a una velocità nota.
Ma la memoria a cambiamento di fase non sarà ampiamente adattata fino a quando non sarà possibile controllare il consumo di energia, afferma Zhirnov. Ci vuole ancora troppa energia per capovolgere i bit in questi array. Ciò è dovuto al modo in cui sono progettati gli elettrodi e molti ricercatori stanno lavorando al problema. Questa primavera, il gruppo di Pop all'Università dell'Illinois ha dimostrato array di archiviazione che utilizzano nanotubi di carbonio per codificare celle di memoria a cambiamento di fase con 100 volte meno energia.