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Gli scienziati di IBM Research sono riusciti ad archiviare, per la prima volta e in modo stabile, 3 bit di dati per cella su una memoria PCM, una tecnologia meglio nota come phase change, a cambiamento di fase.
La memoria PCM è veloce sia in lettura e scrittura, offre un'elevata durata (10 milioni di cicli di scrittura), densità e per giunta è non volatile (non perde i dati in assenza di energia, come la memoria DRAM).
Il nuovo traguardo di IBM rende la memoria PCM più adatta alle necessità del mercato. Gli scienziati statunitensi prevedono applicazioni singole oppure ibride, che combinano la memoria PCM all'archiviazione flash, con la prima impegnata a ricoprire il compito di cache ad alta velocità.
"Il sistema operativo di uno smartphone potrebbe essere archiviato nella memoria PCM, permettendo al telefono di avviarsi in pochi secondi. Nel settore enterprise la memoria potrebbe ospitare interi database per processare a incredibile velocità interrogazioni di applicazioni online dove il tempo è importante, come le transazioni finanziarie", dicono in IBM.
I materiali PCM esibiscono due stati stabili detti fase amorfa (senza una struttura chiaramente definita) e cristallina (con struttura), in cui rispettivamente vi è una bassa o alta conducibilità elettrica. Per archiviare i bit - uno "0" oppure un "1" - in una cella PCM, è necessario applicare una corrente elettrica alta o media al materiale. Uno "0" può essere programmato per essere scritto nella fase amorfa, mentre un "1" in quella cristallina (o viceversa). Quando è poi necessario leggere il bit, si applica una tensione più bassa, nello stesso modo in cui i dischi Blu-Ray riscrivibili salvano i video.
In precedenza gli scienziati erano riusciti ad archiviare con successo nella memoria PCM un bit per cella, ma durante l'IEEE International Memory Workshop di Parigi, i ricercatori di IBM hanno annunciato di aver archiviato 3 bit per cella in un array di celle 64k a elevate temperature e dopo 1 milione di cicli di durata.
"La memoria phase change è la prima istanza di una memoria universale, con proprietà sia della DRAM che della flash, rispondendo in tal modo a una delle grandi sfide della nostra industria", ha affermato il dottor Haris Pozidis, un autore dello studio e manager per la ricerca sulle memorie non volatili dell'IBM Research di Zurigo. "Raggiungere i 3 bit per cella è una pietra miliare perché a questa densità il costo della memoria PCM sarà notevolmente inferiore a quello della DRAM e più vicino alla flash".
Per archiviare più bit per cella gli scienziati di IBM hanno sviluppato due nuove tecnologie. La prima, chiamata cell-state metrics, misura una proprietà fisica della cella PCM che rimane stabile nel tempo, ed è quindi insensibile alla deriva che influisce sulla stabilità della conducibilità elettrica della cella nel tempo.
Per garantire maggiore solidità ai dati memorizzati in una cella rispetto alle fluttuazioni della temperatura ambiente è stato impiegato inoltre un nuovo schema di codifica e di rilevamento. Questo modifica in modo adattivo i livelli di soglia usati per rilevare i dati memorizzati nella cella, affinché seguano le variazioni legate al mutamento della temperatura. Come risultato, lo stato della cella può essere letto in modo affidabile per lunghi periodi di tempo dopo che la memoria è stata programmata, assicurando di conseguenza la "non volatilità".
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