Faseskiftminne-brikke fra IBM Research. (Bilde: Michael Lowry, IBM Research)

IBM viste fram lynrask minneteknologi

Gjennombrudd for løsning som er hundre ganger raskere enn flashminne.

IBM kunngjorde i dag at forskere ved IBM Research i Zurich, Sveits, for første gang har demonstrert minneteknologien faseskiftminne (PCM - phase-change memory), som selskapet håper vil kunne åpne for et paradigmeskifte for lagringssystemer innen fem år.

PCM er en ikke-flyktig minnetype som flere aktører håper vil kunne erstatte dagens flashminne. PCM skal ifølge IBM kunne leses fra og skrives til med en hastighet som er hundre ganger høyere enn det som er mulig med flashminne. Dessuten skal minnecellene kunne skrives over minst 10 millioner ganger før de forringes. Mye flashminne begynner å forringes allerede etter noen tusen overskrivinger.

Det forskerne til IBM nå har oppnådd, er pålitelig lagring av data i multi-bit PCM over periode på drøyt fem måneder. Tidligere har det ikke vært mulig å oppnå pålitelig lagring på grunn av kortsiktige avvik i minneteknologien, noe som har ført til endringer i det lagrede motstandsnivået over tid. Fordi det er ulike motstandsnivåer som representerer data i PCM, har dette ført til lesefeil.

IBMs forskere har løst dette problemet ved å bruke avanserte, modulasjonsbaserte kodeteknikker som tar utgangspunkt i at det faktum at i gjennomsnitt, endres ikke den relative rekkefølgen til programmerte celler med ulike motstandsnivåer på grunn av motstandsavvik.

Sammenligning av egenskapene til DRAM, flashminne og PCM med én eller flere bit.
Sammenligning av egenskapene til DRAM, flashminne og PCM med én eller flere bit. Bilde: IBM Research

– Etter hvert som organisasjoner og forbrukere i økende grad omfavner nettskymodeller og -tjenester, hvor det meste av dataene lagres og prosesseres i nettskyen, kreves det stadig kraftigere, mer effektiv og samtidig rimelige lagringsteknikker, sier Haris Pozidis, leder for blant annet minneteknikker ved IBM Research i Zürich, i en pressemelding.

– Ved å demonstrere en multibit PCM-teknologi som for første gang oppnår pålitelighetsnivåer i nærheten av det som kreves for bedriftsrelaterte bruksområder, har vi gjort et stort skritt i retning av å åpne for faktiske minneenheter basert på multi-bit PCM, sier Pozidis.

De ulike motstandsnivåene i PCM oppstår når materialet, som er en legering av ulike grunnstoffer, endrer fase fra krystallinsk til amorf, eller omvendt. I den krystallinske formen har materialet lav motstand, mens motstanden er høy i den amorfe fasen. I PCM sitter faseskiftmaterialet mellom to elektroder. Ved å tilføre spenning eller strømpulser med ulike styrker, varmes materialet opp. Ved visse temperaturterskler nås, endres fasen til materialet fra den ene til den andre fasen, eller omvendt.

I tillegg, for å kunne lagre mer enn én bit per celle, kan spenningen brukes til å kontrollere hvor stor del av materialet mellom elektrodene som skifter fase. Forskerne ved IBM har til nå greid å utnytte fire distinkte motstandsnivåer, noe som tilsvarer to bit, som til sammen kan representere fire ulike kombinasjoner av 0 og 1.

Cellen som benyttet i forsøket er laget med 90 nanometers CMOS-teknologi. Den bestå av en matrise med 200 000 celler. Til CNET News sier Pozidis at PCM kan skaleres ned til mye mindre dimensjoner.

I denne artikkelen er det en lenke til en vitenskaplig artikkel om IBM-forskernes gjennombrudd.

    Les også:

Til toppen