211service.com
Przełom w pamięci
W ciągu ostatniej dekady pamięć flash zmieniła krajobraz elektroniki, zapewniając nam solidną pamięć masową w małych urządzeniach, takich jak iPody i telefony komórkowe. Ponieważ jednak rozmiary chipów maleją, inżynierowie wiedzą, że wydajność pamięci flash będzie ograniczona, i zaczęli szukać technologii zastępczej zwanej pamięcią ze zmianą fazy. Dzisiaj Intel ogłosił postęp w badaniach, który podwaja pojemność pamięci pojedynczej komórki pamięci z przemianą fazową. To nowe podejście jest również zaimplementowane w chipie za pomocą algorytmów, dzięki czemu nie zwiększa kosztów istniejącego procesu wytwarzania pamięci ze zmianą fazy.
Dużo więcej pamięci: Komórka pamięci (pokazana powyżej) w układzie pamięci ze zmianą fazy przechowuje dane, utrzymując określony stan fizyczny lub orientację atomów. Grzejnik w ogniwie (ciemna pionowa linia) podgrzewa materiał, dzięki czemu może zmieniać stany. Wcześniej używane były tylko dwa stany. Firma Intel wykazała teraz, że istnieją jeszcze dwa odrębne stany, których można używać do przechowywania danych, skutecznie podwajając pojemność komórki pamięci.
Pamięć zmiennofazowa różni się od innych technologii pamięci półprzewodnikowych, takich jak flash i pamięć o dostępie swobodnym, ponieważ nie wykorzystuje elektronów do przechowywania danych. Zamiast tego opiera się na własnym ułożeniu atomów materiału, znanym jako jego stan fizyczny. Wcześniej pamięć przemiany fazowej była projektowana tak, aby wykorzystywać tylko dwa stany: jeden, w którym atomy są luźno zorganizowane (amorficzny), a drugi, w którym mają sztywną strukturę (krystaliczny).
Ale w artykule przedstawionym na Międzynarodowa konferencja dotycząca obwodów półprzewodnikowych w San Francisco naukowcy wykazali, że istnieją jeszcze dwa odrębne stany, które mieszczą się między amorficznym i krystalicznym, i że stany te mogą być wykorzystywane do przechowywania danych.
Aby stworzyć swoje komórki pamięci, Intel i partner ST Mikroelektronika użył materiału o nazwie GST, rodzaju szkła, które ma stan fizyczny reagujący na ciepło. Niewielka grzałka, kontrolowana przez algorytmy w chipie, zmienia stan GST, podgrzewając komórkę pamięci, aż osiągnie jeden z czterech różnych stanów. (Starsze systemy wykorzystywały to samo podejście, ale działały tylko w dwóch stanach). Dyrektor ds. technologii w firmie Intel, Justin Rattner, mówi, że naukowcy wykorzystali nowatorskie algorytmy programowania do zmiany ilości ciepła odbieranego przez każdą komórkę, kontrolując w ten sposób jej stan: Możemy to zrobić z powodzeniem z rozsądną macierzą i rób to z szybkością, która jest komercyjnie opłacalna, mówi. Ogniwo jest następnie odczytywane poprzez pomiar jej rezystancji elektrycznej między dwiema elektrodami. Rezystancja wskazuje stan ogniwa, ponieważ każdy stan ma inne właściwości elektryczne.
Dodając dwa bity na komórkę, Intel i ST Microelectronics stawiają pamięć zmiennofazowy na równi z dzisiejszą technologią flash, mówi H.-S. Philip Wong , profesor elektrotechniki na Uniwersytecie Stanforda. Intel opanował już podobną sztuczkę z pamięcią flash, w której więcej niż jeden bit może być przechowywany na komórkę pamięci, mówi, więc jest to logiczny postęp dla pamięci zmiennofazowej. Rozwój tej wielobitowej technologii pamięci masowej jest dość ważny, mówi Wong. Jeśli nie możesz tego zrobić, jesteś w gorszej sytuacji dwa razy.
Jedną z cech, które sprawiają, że zmiana fazy jest tak atrakcyjna jako alternatywa dla lampy błyskowej, jest to, że ma te same zalety, co lampa błyskowa o większej szybkości, mówi Jim Handy , analityk w Analiza obiektywna , firma zajmująca się badaniem rynku półprzewodników. Podobnie jak flash, pamięć ze zmianą fazy jest pamięcią nieulotną, która może przechowywać bity nawet bez zasilania. Jednak w przeciwieństwie do pamięci flash, dane mogą być zapisywane w komórkach znacznie szybciej, z szybkością porównywalną z dynamiczną i statyczną pamięcią o dostępie swobodnym (DRAM i SRAM) używaną obecnie we wszystkich komputerach i telefonach komórkowych. Handy wyjaśnia, że inżynierowie zajmujący się komputerami i telefonami komórkowymi używają obecnie pamięci DRAM lub SRAM w połączeniu z pamięcią flash. DRAM i SRAM służą do szybkiego odczytu i zapisu danych; lampa błyskowa służy do przechowywania danych, gdy zasilanie jest wyłączone. Handy mówi, że producenci telefonów są podekscytowani pamięcią ze zmianą fazy, ponieważ wygląda na to, że mogliby pozbyć się dwóch chipów [flash i DRAM] i zastąpić je jednym chipem pamięci ze zmianą fazy.
Pamięć zmiennofazowa poczyniła znaczne postępy w ciągu ostatnich kilku lat, dodaje Wong. Kilka lat temu wyglądało to obiecująco, mówi. Ale teraz to się stanie. Nie ma co do tego wątpliwości.