Memoria phase change, nei test svernicia gli SSD

Ricercatori dell'Università di San Diego hanno realizzato un prototipo di disco basato su memoria phase change, a cambiamento di fase, che si è dimostrato in grado di scrivere alcuni tipi di dati più rapidamente delle memorie flash, usate negli SSD attuali.

Il prototipo creato dai ricercatori, inserito in un sistema di archiviazione chiamato Moneta, è il primo a essere stato pubblicamente sottoposto a test prestazionali. Diverse aziende stanno lavorando su questo tipo di memoria, ma non hanno ancora rilasciato dettagli.

"I chip phase change non sono ancora pronti per il rilascio, ma se la tecnologia continuerà a essere sviluppata, è così che dovrebbero apparire gli SSD nei prossimi anni", ha dichiarato Steve Swanson, che ha realizzato il prototipo, conosciuto come Onyx, con i suoi colleghi.

Il prototipo di Swanson ha una capacità di 8 gigabyte ed è stato messo a confronto con una soluzione flash da 80 GB per il settore server. Quando si è trattato di scrivere piccoli insiemi di dati (nell'ordine dei kilobyte), Onyx si è dimostrato tra il 70 e il 120 percento più veloce dell'SSD commerciale e, allo stesso tempo, ha impegnato meno il processore.

"Può leggere sezioni di dati fino a una velocità massima di 1,1 gigabyte al secondo e scrivere dati a 371 megabyte al secondo. Per piccoli accessi, il prototipo può leggere a 327 megabyte al secondo e scrivere a 91 megabyte al secondo, o tra due e sette volte più rapidamente rispetto al migliore SSD. Il disco offre inoltre una latenza inferiore per ogni operazione e dovrebbe ridurre i requisiti energetici con applicazioni intensive".

Onyx si comporta dunque ottimamente con piccole letture e scritture, mentre è stato molto più lento di un SSD commerciale nella scrittura di grandi insiemi di dati. Il prototipo Onyx è basato su chip di Micron. La memoria PCM immagazzina dati nella struttura cristallina di una lega di metallo chiamata chalcogenide.

Per archiviare i dati, i chip di memoria PCM fanno passare la lega tra lo stato cristallino e quello amorfo grazie all'applicazione di calore attraverso una corrente elettrica. Per leggere i dati, i chip usano correnti minori per determinare lo stato nel quale si trova il chalcogenide.

Le prestazioni di Onyx nascono dal processo molto più semplice di scrittura dei dati nel chip phase change rispetto a quello usato per le soluzioni flash, che archiviano dati come isole di carica elettrica su pezzi di semiconduttore.

I chip flash non possono riscrivere singoli bit d'informazione su richiesta, ma devono invece cancellare i dati nelle "pagine" di una dimensione fissa e poi restituire al programma il dato desiderato. Questo processo limita la velocità della tecnologia.

"La memoria flash ha bisogno di un software che tenga un piccolo log che serve per prendere i dati corretti. Con la memoria phase change potete riscrivere arbitrariamente ciò di cui avete bisogno".

Secondo Sudhanva Gurumurthi, che lavora sull'architettura dei computer alla Virginia Tech, la dimostrazione offre spunti che non si possono ottenere con le simulazioni, ma sarà il prezzo a decretare il destino della tecnologia.

Le ricerche di Gurumurthi suggeriscono che l'uso della memoria phase change, insieme a quello della memoria flash, potrebbe permettere alla tecnologia di avvicinarsi più rapidamente al mercato.

Secondo simulazioni, aggiungere piccoli buffer di memoria phase change a un disco flash potrebbe semplificare la scrittura di piccoli insiemi di dati, quel tipo di operazione che la memoria flash gestisce con più difficoltà. Swanson spera di poter realizzare la seconda generazione di questa soluzione entro sei / nove mesi, ma la strada è ancora lunga prima di vedere soluzioni commerciali.