IBM представила альтернативу флэш-памяти

Новый тип твёрдотельной компьютерной памяти на основе фазового перехода обеспечивает гораздо более высокую скорость записи, чем флэш-память, и отличается повышенной надёжностью.

Учёные из компаний IBM, Macronix и Qimonda представили прототип новой компьютерной памяти, которая может в будущем полностью заменить флэш-память, широко используемую сегодня в компьютерах, наладонниках, цифровых камерах, портативных плеерах и других электронных устройствах. Новая память, основанная на свойстве некоторых веществ под воздействием нагрева или электрического поля переходить из непроводящего ток аморфного в проводящее кристаллическое состояние, то есть изменять своё фазовое состояние, может похвастаться гораздо большей скоростью работы, чем флэш-память, а также миниатюрностью. По информации разработчиков, прототип новой памяти работает более чем в пятьсот (!) раз быстрее, чем флэш-память, причём для записи данных в ячейки требуется меньше половины необходимой для "флэшек" электроэнергии.

На протяжении более двух лет учёные исследовали материалы, которые могли бы переходить из аморфного в кристаллическое состояние и обратно под воздействием нагрева. Наконец, необходимые свойства были обнаружены в недорогом композитном материале, известном как GST (GeSbTe - германий, сурьма и теллур), широко применяемом в производстве перезаписываемых оптических дисков CD и DVD. Исследования показали, что изменения фазового состояния этого полупроводника можно достичь не только непосредственным нагревом (что происходит в процессе записи дисков при помощи их нагрева лазерным лучом), но и подачей небольшого напряжения, нагревающего материал. Благодаря этому свойству стала возможной запись данных при помощи электричества - так же, как и во флэш-памяти. Специалисты IBM заявляют, что доработанный ими материал состоит лишь из германия и сурьмы с некоторыми добавками, и ему дано название GS. Подробности состава, разумеется, не разглашаются.

Принципиальный недостаток современной флэш-памяти заключается в том, что она не поддерживается единовременную адресацию отдельного бита, но лишь адресацию больших блоков данных. В памяти на базе фазового перехода возможна адресация данных на уровне бита. Эта особенность означает, что новая память может использоваться в более широком спектре устройств и приложений.

Размеры в поперечном сечении прототипа микросхемы нового типа памяти составляют всего 3 х 20 нанометров, что гораздо меньше, чем у современной флэш-памяти. Напомним, что сегодня минимальные технологические нормы для выпуска флэш-памяти составляют 45 нм, а новый тип памяти может выпускаться по гораздо более тонкому 22-нанометровому технологическому процессу. Новая память, как и флэш, является энергонезависимой - для сохранения информации ей не требуется электропитание.

Как отмечает вице-президент по науке и технологиям IBM Research доктор Чен, полученные учёными результаты убедительно свидетельствуют о том, что у памяти на основе фазового перехода большое будущее. Специалисты ожидают, что в ближайшем будущем флэш-память будет испытывать проблемы с дальнейшей масштабируемостью, в то время как материал, применяемый в новом типе памяти, обеспечивает высокую производительностью даже в чрезвычайно малых количествах.

IBM - не единственная компания, занимающаяся поисками альтернативы современным видам памяти. В июне 2006 года японская фирма Elpida Memory начала поставки прототипов памяти на базе перехода фазового состояния, а серийное производство 128-мегабитных чипов планируется запустить в ближайшие два-три года. В сентябре 2006 года Intel и STMicroelectronics продемонстрировали 128-мегабитные прототипы памяти на основе фазового перехода, при этом было объявлено, что коммерческие продукты появятся уже в 2007 году. Южнокорейская фирма Samsung тогда же показала 512-мегабитный прототип памяти на базе аналогичной технологии - такие чипы планируется выпустить в 2008 году.

Если новая технология окажется не слишком дорогой в производстве, она сможет составить сильную конкуренцию привычной флэш-памяти на 18,6-миллиардном рынке энергонезависимой памяти, применяемой в самых различных портативных и бытовых электронных устройствах.

Несмотря на то, что IBM отошла от бизнеса по выпуску микросхем памяти, руководство компании объявляет о большой заинтересованности в разработке новых технологий для корпоративных приложений, к примеру, для обработки транзакций. Быстрая энергонезависимая память позволит внести изменения в конструкцию микропроцессоров Power PC нового поколения, разрабатываемых в IBM, и ускорить выполнение элементарных операций.