Multibit-PCM-geheugen: Tussen DRAM en flash

11 augustus 2016, 11:18
De PCM-demo-chip met 2 x 2 megacellen op een oppervlakte van maar 1 x 0,8 mm. Foto: IBM Research.
De PCM-demo-chip met 2 x 2 megacellen op een oppervlakte van maar 1 x 0,8 mm. Foto: IBM Research.
Phase Change geheugens zijn niet nieuw, maar het opslaan van 3 bits per cel is toch een opmerkelijke stap vooruit van IBM , omdat dit de informatiedichtheid flink verhoogt. PCM-geheugens  zijn wat lezen en schrijven betreft bijna even snel als DRAM ’s, maar de data is, net als bij flashgeheugens niet vluchtig en kan bovendien veel vaker worden overschreven.

Faseverandering heeft te maken met de verschillende eigenschappen van materialen in amorfe en kristallijne toestand. Zo wordt in herschrijfbare optische opslagmedia bijvoorbeeld gebruik gemaakt van het verschil in de reflectie van licht. Maar de twee toestanden kunnen ook een verschillende weerstand veroorzaken. Dat wordt benut bij PCM-geheugens. Omdat het thermische proces bij optische opslagmedia veel tijd nodig heeft, zijn deze relatief langzaam. De toestandsverandering door elektrische stromen in een PCM-geheugen gaat juist erg snel, vergelijkbaar met  de snelheid van conventionele DRAM ’s.
 

IBM is er in geslaagd een demonstratie-chip met 2 x 2 megacellen te produceren, waarin in elke cel niet één bit, maar net als bij moderne flashgeheugens meteen 3 bits kan bevatten. Dit wordt vooral bereikt, doordat de natuurlijke drift van de weerstanden van het gebruikte chalcogenide wordt gemeten en dan de drempelspanning van de detectoren, die de geleidbaarheid van een cel bepalen, kan worden aangepast. Op die manier kunnen de eenmaal erin geschreven toestanden niet alleen betrouwbaar worden uitgelezen bij grote temperatuurveranderingen, maar ook voor lange tijd. Waar flashgeheugen typisch een levensduur heeft van 3.000 schrijfoperaties, kunnen we met PCM-geheugens enkele miljoenen cycli halen.
 
Deze techniek maakt interessante dingen mogelijk. Als bijvoorbeeld het complete OS van een computer of van een mobiel apparaat op PCM-geheugen vastligt, dan kan het bij het inschakelen in onderdelen van een seconde worden ingeladen. Zelfs het booten (opnieuw opstarten) zou in vergelijking met de huidige praktijk ongelofelijk snel gebeurd zijn.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items