Új típusú memória elterjedését eredményezheti egy áttörés
[AFP/International Herald Tribune] Áttörést jelentett be a memóriatechnológiák területén egy kutatócsoport, mely az IBM, az Infineonból kivált Qimonda, valamint a tajvani Micronix memóriagyártó együttműködésével (IQM) jött létre. A tudóscsapat az immár negyven éve kutatott ún. phase-change memóriatechnológia (PRAM) területén mutatott fel jelentős előrelépést egy új ötvözet kifejlesztése révén, mely a korábbinál egy nagyságrenddel megnövelheti a PRAM-chipek sebességét, jelentős lépést téve az irányban, hogy a technológia a laborokból végre a piacra juthasson.
PRAM: sokkal kisebb, sokkal gyorsabb
A San Joséban dolgozó csapat által prezentáltak alapján az új anyag segítségével a jelenleg tömeggyártásban lévő és széles körben (pl. mp3-lejátszó, pendrive, memóriakártya, mobiltelefon) alkalmazott NAND flash-memóriáknál akár ötszázszor vagy akár ezerszerr nagyobb sebesség érhető el fele akkora fogyasztás mellett. Az IQM-en kívül a Samsung és az Intel is folytat kutatás-fejlesztést a PRAM technológiával kapcsolatban, és a következő 2-3 év során megjelenhetnek az első példányok, hogy megmérettessenek a piacon. A Samsung által korábban bemutatott PRAM-prototípus 30-szor gyorsabb a flash RAM-nál.
A phase-change memóriákban az anyag állapotváltozásán alapul a bitek tárolása. A PRAM írásakor megváltozik az adatot tároló cella hordozóanyagának kristályszerkezete, ami befolyásolja annak elektronikus vezetési tulajdonságait. Ezt a változást időben és térben rendkívül koncentráltan fellépő hő okozza. A PRAM működése arra a fizikai jelenségre épül, az anyagok másmilyen kristályszerkezetbe rendeződnek, ha az olvadáspontjuk feletti vagy az alatti állapotból hűlnek ki. Mivel egyik állapot fenntartásához sem kell energia, ezért a flash memóriához hasonlóan a PRAM is megőrzi tartalmát kikapcsolt állapotban.
A nagy ellenállást eredményező állapot jelentheti az 1-est, az alacsony pedig a 0-t, ami természetesen felcserélhető. A PRAM-technológia fejlesztésében résztvevő vállalatok a különféle hordozóanyagokkal kísérleteznek: minél alacsonyabb energiával és minél gyorsabban véghezvihető ez az anyagbeli állapotváltozás, annál alacsonyabb fogyasztású és gyorsabb memóriachipeket gyárthatnak. Az IQM által prezentált anyag egy germánium-antimon ötvözet, melyhez hasonlót az írható optikai lemezeknél is alkalmaznak.
A PRAM nemcsak nagyságrendekkel magasabb sebességet ígér a flashnél alacsonyabb fogyasztás mellett, hanem kisebb méretű cellákat is, mivel tranzisztorok helyett diódákat alkalmaz. Ez nem csak nagyobb adatsűrűséget eredményez, továbbá egy nagyságrenddel több írási ciklust is elvisel, valamint az extrém miniatürizáció szempontjából is bíztatóbb jövővel rendelkezik. Az IBM kutatóközpontja egy olyan kapcsolóról számolt be, melynek dimenziói (3 nanométer magas, 20 nanométer széles) jóval túlmutatnak a jelenlegi és a következő években bevezetésre kerülő eljárásokkal építhető tranzisztor-struktúrák méretein.
Még néhány év
Kézenfekvő kérdés, hogy ha a PRAM minden szempontból felülmúlja a lendületesen duzzadó, jelenleg évi nagyjából 20 milliárd dolláros piaccal rendelkező flash-technológiát, akkor miért nincs kereskedelmi forgalomban. A válasz minden bizonnyal a tömegtermelés problematikájában keresendő, melynek követelményei mind gazdasági, mind technikai oldalon messze túlmutatnak a laboratóriumi megvalósíthatóságon. Hogy működő PRAM-chipeket magas volumenben, gazdaságosan termelni lehessen, újfajta, nagy precizitású félvezetőgyártási eljárásokra van szükság, ami hatalmas beruházásokat és éveket vesz igénybe. Az Intel 2007-re ígéri a prototípusok gyártását, míg a Samsung 2008-ban tervezi piacra dobni az első darabokat.
A PRAM esetlegesen sikeres piaci bevezetése meggyorsíthatja azt a folyamatot, amely egyes területeken a merevlemezek leváltására irányul. A félvezető memóriák kisebbek, könnyebbek, gyorsabbak, kevesebbet fogyasztanak, és a mechanikai behatásokkal szemben sokkal ellenállóbbak a merevlemezeknél, egyelőre azonban kapacitásarányos áruk nem teszi lehetővé a nagyméretű meghajtók építését.
A kutatásokat vezető IBM ugyan nincs jelen már sem a memória-, sem a merevlemezbizniszben, ugyanakkor vállalati szerverei révén érdeklődik a nagy teljesítményű adattárolási technikák alkalmazása iránt, melyekre például extrém sebességű tranzakciófeldolgozásnál lehet szükség, mondta el az Almaden Research Center egyik vezetője, Spike Narayan.