Mellékleteink: HUP | Gamekapocs
Keres
Július 19-én SYSADMINDAY: egy teljes security meetup, számos szórakoztató program, és Felméri Péter standupja várja az érdeklődőket!

IBM mérföldkő a flashmemória utódjának fejlesztésében

Asztalos Olivér, 2016. május 18. 14:34
Ez a cikk több évvel ezelőtt születetett, ezért előfordulhat, hogy a tartalma már elavult.
Frissebb anyagokat találhatsz a keresőnk segítségével:

Forradalmi áttörésként jellemezte hárombites PCM celláját az IBM, mely a fejlesztők szerint már megbízhatóan üzemel. A vállalat szerint még nagyjából két évre van szükség, hogy piacképes terméket faragjanak a nagy bitsűrűségű fejlesztésből.

hirdetés

Az IBM svájci kutatócsoportja elsőként prezentált megbízhatóan működő hárombites PCM (Phase-Change Memory), azaz fázisváltáson alapuló memóriát. Mindez a NAND-oknál már látott módon növeli a bitsűrűséget, azaz egységnyi lapkaterület nagyobb tárkapacitást kínál, ami összességében a költségekre lenne kedvező hatással. Bár az IBM szerint a fejlesztések jól haladnak, a megjelenéshez még nagyjából két évre biztosan szükség lesz.

Az IBM cellánként három bitet tároló, 32 megabites (4Mcell) memória, kalkogenid-alapú prototípusa planáris, azaz egyrétegű, amit 90 nanométeres gyártástechnológián készítettek. A cellánkénti adatmeghatározás a NAND-oknál látottakhoz hasonló módon működik, adott feszültségtartományhoz több, három bit esetében már összesen nyolc feszültségi jellemzőt társítanak, a rendelkezésre álló intervallumot ennyi részre bontják fel. Ezzel a cellában elhelyezett három bitnek összesen nyolc különböző állapota lehet (000, 001, 010, 100, 011, 101, 110, 111), melyek mindegyikéhez egy saját, szűk feszültségintervallum tartozik, ami pontosabb, ezzel együtt pedig nehezebb érzékelést kíván.

forrás: EE Times

Mindez addig nem jelent komoly problémát, amíg az intervallumok nem mozdulnak el, de akárcsak a NAND esetében, bizonyos számú programozási (írás és törlés) ciklus hatására megváltozhat a cellák struktúrája, ami növeli cellák anyagainak ellenállását, ez pedig természetesen a feszültségi jellemzőkre is hatással van. Emellett egy másik, sokkal könnyebben és gyorsabban jelentkező probléma lehet a hőmérsékleti ingadozás, az IBM szerint már 25-ről 75 °C-ra ugorva is nagy mértékben csökkenhet az ellenállás, amivel ugyancsak eltolódhatnak az értékek, ez pedig megfelelő kompenzáció nélkül akár pillanatok alatt olvashatatlanságot eredményezne. Dióhéjban ez jelentette a hárombites PCM cellák legfőbb kihívásait, melyre az IBM mérnökei különféle fejlesztésekkel válaszoltak.

forrás: EE Times

A szakemberek egy részről az eM metric fejlesztést vetették be, mely az érzékelési metrikához egy fix órajelet használ, segítségével pedig nem lineáris módon érzékelik a cella olvasásához szükséges mindenkori áramerősséget, amiből már kikövetkeztethető az ellenállás változásának iránya, illetve mértéke. A másik megoldás valós idejű átlagoláson alapszik, mely az olvasási műveletek közben hisztogramokat készít, melyek segítenek meghatározni az egyes bitek pozícióját. A fejlesztésekkel a BER (bithibaarány) értékét 10-4 alá sikerült szorítani, ami nagyjából 11 napnyi programozási idő után sem ment sokkal a szóban forgó érték fölé. A fejlesztők szerint így a TLC cellák 1 millió programozási ciklust is teljesítenek, ami a NAND-ok 1-2, vagy legfeljebb 3000-es értékéhez viszonyítva óriási előrelépés, a lényegesen alacsonyabb olvasási és írási késleltetésekről nem beszélve.

A kutatás igazgatója az EE Times kérdésére elmondta, hogy az IBM szívesen állna össze egy memóriagyártóval a fejlesztések befejezéséhez, de amennyiben ehhez nem találnak partnert, úgy később a licencelés is szóba jöhet. Kérdés, hogy két év múlva mire lesz elég a fejlesztés, ugyanis az Intel-Micron szövetségből született 3D XPoint piaci megjelenése már idén megtörténhet. Az IBM szakembere a konkurens technológiájára is kitért, mely bár két rétegű, de cellánként csak egyetlen bitet tárolhat, ennél pedig a Nagy Kék PCM-je nagyjából 50 százalékkal nagyobb bitsűrűséget kínál, az ígéret szerint egyszerűbb gyárthatóság mellett.

De mi is az a PCM?

A PCM (vagy PRAM) esetében a tranzisztorokat felváltó diódák mellett egy üvegszerű anyag található, mely amorf félvezető kalkogenid. Ezek a periódusos rendszer IV., V. főcsoportjába tartozó elemek különféle vegyületei (kén, szelén, tellúr), illetve több komponenses (arzén, antimon, germánium) keverékei lehetnek. Ezek a megfelelő elektromos hatásra a struktúra nélküli amorf állapotukból kristályszerkezetűvé alakulnak, de természetesen a folyamat meg is fordítható (pl. törlésnél). A két állapot eltérő elektromos ellenállással rendelkezik, amelyhez bináris érték rendelhető, így például a nagy ellenállást eredményező amorf jelentheti az 1-est, az alacsony ellenállású kristályos állapot pedig a 0-t. A megoldás egyik nagy előnye, hogy az egyes állapotok fenntartásához nem szükséges energia, ezért a flash memóriához hasonlóan a PCM is megőrzi tartalmát kikapcsolt állapotban, tehát nem volatilis.

További, immáron a NAND flash memóriához viszonyított előny, hogy a bináris állapotok tárolásában elektronok nem vesznek részt, a kalkogenid cellák megfelelő töltésszint helyett állapotváltozására építenek. Így elkerülhető annak a veszélye, hogy a hosszabb idő óta nem frissített cellákban az esetlegesen elszabadult elektronok miatt adatvesztés lépjen fel.

Facebook

Mit gondolsz? Mondd el!

Adatvédelmi okokból az adott hír megosztása előtt mindig aktiválnod kell a gombot! Ezzel a megoldással harmadik fél nem tudja nyomon követni a tevékenységedet a HWSW-n, ez pedig közös érdekünk.
A IT-üzemeltetők világnapján egy teljes security meetup, számos szórakoztató program, és Felméri Péter standupja várja az érdeklődőket az Ankertbe.