Storage

La memoria Flash che non muore mai esiste, basta scaldarla

La taiwanese Macronix ha messo a punto una memoria Flash in grado di sopravvivere a più di 100 milioni di cicli di programmazione e cancellazione, andando ben oltre le soluzioni usate attualmente da produttori come Intel, Samsung e OCZ nei loro SSD.

Uno dei punti deboli di questo tipo di tecnologia è infatti l'usura delle memorie NAND o per meglio dire delle celle di memoria in cui scriviamo i dati. Come abbiamo evidenziato in diversi articoli, questo problema non riguarda tanto l'utenza comune, che non raggiunge un volume di scritture tali da esaurire le celle all'interno del periodo di garanzia, ma l'ambito professionale, dove i carichi in gioco e i livelli di affidabilità richiesti sono decisamente elevati.

L'usura della celle di memoria rappresenta quindi un paletto per la diffusione degli SSD in tutti i settori tecnologici e per questo il lavoro degli ingegneri di Macronix, che sarà presentato all'IEEE International Electron Devices Meeting 2012 che si terrà l'11 dicembre a San Francisco, è da tenere in estrema considerazione.

Schema della memoria Flash di Macronix, capace di curare i danni delle celle di memoria grazie a un circuito riscaldatore

Secondo Hang-Ting Lue, vicedirettore del progetto, questo importante traguardo è figlio di una soluzione tecnologica presa in prestito dalle phase change RAM (PRAM, PCRAM), dove un bit è archiviato in un materiale chiamato "vetro calcogenuro", che può sia condurre che fungere da isolante. Riscaldando il materiale per breve tempo e in modo particolare si ottiene il passaggio tra questi due stati.

Gli ingegneri hanno notato che scaldando il vetro fino al suo punto di fusione si ottiene un effetto "curativo" sulle PCRAM, che ritornano così "come nuove", pronte a innumerevoli cicli di scrittura. Hanno così pensato di applicare questo "trucco" alla memoria Flash, ma per farlo hanno dovuto riprogettare i chip, in modo che accogliessero un piccolo circuito riscaldatore in grado di sottoporre ad alte temperature piccoli gruppi di celle di memoria. 

Il team di Macronix ha dovuto riprogettare anche il gate, che è stato alterato in modo che trasportasse la corrente per scaldare le celle di memoria. Questa modifica, che ha richiesto l'aggiunta di diodi e conseguentemente di ulteriore spazio, ha indotto gli ingegneri a concepire una nuova architettura per gli insiemi di memoria.

La struttura così modificata ha permesso alla corrente di passare attraverso il gate del transistor per generare impulsi di calore della durata di pochi millisecondi. I ricercatori hanno rilevato temperature oltre gli 800 °C, ma solo nell'area accanto al gate, utili al chip per "curarsi" e superare i 100 milioni di cicli senza problemi nell'archiviazione delle informazioni.

Secondo Hang-Ting Lue la presenza di un ulteriore circuito all'interno della memoria non incide sui consumi, perchè questa operazione non richiede una notevole quantità di energia. Bisogna tuttavia specificare che può essere fatta di rado e un settore alla volta, mentre il dispositivo è inattivo ma collegato alla sorgente di alimentazione.

Durante i loro test i ricercatori hanno anche notato che il processo di riscaldamento permette una cancellazione più rapida delle celle di memoria e questo apre ulteriori scenari, tra cui l'uso della NAND Flash al posto della RAM, la memoria volatile del computer.

"La memoria Flash non è ad accesso casuale, e l'architettura dovrà essere completamente differente", ha tuttavia precisato Hang-Ting Lue. Macronix intende capitalizzare (cioè guadagnare) su questa tecnologia, ma per ora non ci sono ulteriori dettagli. L'aspetto curioso è che non è stato usato nessun nuovo principio fisico e secondo il ricercatore "tutto questo poteva essere fatto dieci anni fa".