Wiadomość jest oczywiście budująca, ale moją uwagę przykuł sam artykuł, który sprawnie podsumowuje sytuacje na rynku pamięci pół-przewodnikowych. Polecam Wam zapoznanie się z nim i załączam subiektywne streszczenie poniżej:
Podział pamięci komputerowej na szybką, ale ulotną (RAM) i wolniejszą, nieulotną (Non-Volatile RAM) w dzisiejszych urządzeniach jest wynikiem kompromisu wymuszonego ograniczeniami technologicznymi.
Gdyby udało się znaleźć tanią, nieulotną i trwałą pamięć o wydajności nie niższej niż układy DRAM, to można by było stosować tylko ten jeden rodzaj pamięci w komputerach.
Nietrudno zauważyć, jaką rewolucją było dla nas upowszechnienie się pamięci NAND flash. Niestety zbliżamy się szybko do granic możliwości zwiększania jej pojemności, obniżania ceny jednostki pojemności i utrzymywania znośnej trwałości. Potrzebujemy lepszego nośnika informacji.
MRAM
Przedmiotem uwagi członków nowego konsorcjum jest technologia ST-MRAM (Spin Torque Magnetoresistive RAM). Zapis informacji odbywa się w niej z użyciem tzw. Magnetic Tunnel Junction (MTJ), czyli kombinacji dwóch ferromagnetyków rozdzielonych izolatorem, gdzie pod wpływem przyłożonego napięcia elektrony migrują przez izolator pomiędzy ferromagnetykami.Jeden z nich zmienia wtedy swoją polaryzację i bit informacji zostaje zapisany. Dzięki braku potrzeby użycia pola magnetycznego czy kondensatora ST-MRAM jest względnie łatwy do implementacji i miniaturyzacji. Ważne jest to, że zapis i odczyt z tej pamięci jest porównywalnie wydajny co z DRAM. Pierwszy produkt - Ever Spin EMD3D064M o pojemności 8MB pracuje z prędkością szyny 2 * 3.2 GB/sek., czyli około 20 razy szybciej niż znane nam układy NAND flash, używane powszechnie w urządzeniach mobilnych i SSD. Co bardzo ważne, nosniki ST-MRAM mają o dwa rzędy wyższą trwałość.
Polecam reportaż z konferencji tutaj.
Pamięć ta jest już używana w dysku SSD firmy Buffalo (SS6) jako pamięć podręczna / bufor zapisu i odczytu.
Są jeszcze inne interesujące technologie które mogą pełnić rolę NVRAM w przyszłości...
Polecam Wam również ten artykuł.
SONOS/SHINOS memory
To w zasadzie ulepszenie znanych nam technologii NAND flash poprzez zmianę medium przechowującego informację i dostosowanie aparatu zapisu. Inne związki chemiczne i postać dają obiecujące efekty - obniżone napięcie i wydłużona żywotność. Polecam Wam ten folder. Zapowiada się dobrze, potrzeba nam produktów.
PRAM/PCM (Phase Change Memory)
To rozwiązanie optyczne analogiczne do mechanizmu CD/DVD/BluRay, ale zminiaturyzowane i zamknięte w układzie scalonym. Wydajność jest porównywalna lub wyższa niż NAND flash, a trwałość jest trzy rzędy wielkości wyższa. Produkcja trwa już od kilku lat i jest bardziej zaawansowana niż ST-MRAM, bo Micron miał nawet w swojej ofercie układy używające PCM (128MB PCM + 512MR DRAM z interfejsem LPDDR2), ale w katalogu oznaczone są, jako wycofane ze sprzedaży. Samsung przewiduje układy o pojemności 32GB wykonane w litografii 14nm.
To właściwie worek różnych pomysłów na izolatory, które pod wpływem wysokiego napięcia tworzą ścieżki pomiędzy elektrodami, dające się przerwać.Prototypy są szybsze od PRAM i prostsze w produkcji od T-MRAM (porównywalne z ST-MRAM). Niestety prototypy borykają się z niechcianym przewodzeniem i ograniczoną trwałością. Tego lata firma Crossbar ogłosiła prototyp o pojemności 1TB i wydajności rzędu 140MB/sec. przy znacząco niższym poborze energii niż NAND flash. Wkrótce potem zebrała dość kapitału, by rozpocząć próbną produkcję.
W 2008 roku IBM zaprezentował pierwszą 3-bitową wersję tej pamięci. Używa ona głowicy do przesuwania domen magnetycznych na super cienkim drucie, zawierających bity. W przyszłości układy scalone miałyby mnóstwo drutów i głowic odczytu i zapisu. Czas dostępu jest porównywalny and prędkość odczytu / zapisu jest o ponad rząd wielkości niższa niż DRAM. Czekamy na nowe wersje układów z lepszymi materiałami...
Od 2008 HP produkuje prototypy pasywnego elementu elektronicznego z pamięcią - memrystora. Elementy te możnaby łatwo integrować i gęsto pakować w układach scalonych. Niestety środowiska naukowe sugerują, że przed 2018 rokiem nie zobaczymy na rynku pamięci opartych na tych elementach. Sporo się jednak dzieje w tym temacie i co kilka miesięcy pojawiają się interesujące artykuły, np. o uczącym się memrystorze.
Technologia zbliżona konstrukcyjnie do DRAM, ale wykorzystująca cienką warstwę tlenku ołowiu z cyrkonem i tytanem (PZT), która potrafi zmieniać swoją polaryzację pod wpływem napięcia.
Cechuje się bardzo wysoką trwałością i szybkością. Więcej na stronie Texas Instruments tutaj.
PMC (Programmable Metallization Cell / Conductive-Bridging RAM / Nanobridge / Electrolytic memeory)
W tym przypadku izolator pomiędzy elektrodami jest elektrolitem. Jedna z elektrod jest aktywna chemicznie i jony mogą migrować pod wpływem napięcia do izolatora, tworząc cieniutkie połączenie i zwiększając przewodność. Potencjalnie mechanizm byłby pod każdym względem lepszy od NAND flash, ale producenci wciąż szukają kryształu / materiału, który jest w stanie przetrwać standardowy proces produkcji CMOS.
NanoRAM (Carbon Nanotube Memory)
Firma Nanotero proponuje umieszczać pomiędzy elektrodami nanorurki węglowe, które mogą występować w dwóch stabilnych stanach: sklejonym i luźnym. W tym pierwszym przewodzą prąd. Konstrukcja jest bardzo zbliżona do F-RAM. Dotychczasowe próby oparte są na technikach produkcji DRAM (elektrody), więc NRAM ma te same ograniczenia gęstości, co DRAM. W swej naturze jest jednak bardziej energo-oszczędna i potencjalnie szybsza od DRAM. Nie znalazłem żadnych przykładów produktów poza zamówieniami wojskowymi...
To technologia pochodząca z laboratoriów IBM, używająca mikroskopijnych kart perforowanych z polimeru zapisywanych i odczytywanych przez mikroskopijne mechanizmy zwane MEMSami. Zapis odbywa się przy użyciu ciepła. Niestety nie ma jeszcze prototypów na tyle dojrzałych, żeby łatwo porównać tę technologię z innymi.
Nie twierdzę, że rozumiem jak działają te prototypy, ale upatruję w nich rozwiązania naszych codziennych problem z urządzeniami elektronicznymi. Żyjemy w ciekawych czasach i warto być w stanie śledzić kolejne przełomy na tym polu.
