211service.com
Zajištění spolehlivosti rychlých paměťových čipů
Výzkumníci IBM vyvinuli programovací trik, který umožňuje spolehlivěji ukládat velké množství dat pomocí slibné nové technologie zvané paměť s fázovou změnou. Společnost doufá, že zahájí integraci této technologie úložiště do komerčních produktů, jako jsou servery zpracovávající data pro cloud, přibližně za pět let.
Dlouhodobá paměť: Každá buňka v tomto paměťovém čipu se změnou fáze s 200 000 buňkami může spolehlivě uložit více bitů dat po dobu několika měsíců.
Stejně jako flash paměť, která se běžně vyskytuje v mobilních telefonech, je paměť se změnou fáze energeticky nezávislá. To znamená, že k ukládání dat nepotřebuje žádnou energii. A může být rychle přístupný pro rychlé spouštění počítačů a obecně efektivnější provoz. Paměť se změnou fáze má oproti flash rychlostní výhodu a Micron a Samsung se chystají uvést produkty, které budou v některých mobilních aplikacích konkurovat flashi.
Tyto počáteční produkty budou používat paměťové buňky, které ukládají každý jeden bit. Ale aby byla paměť s fázovou změnou nákladově konkurenceschopná pro širší aplikace, bude muset dosáhnout vyšší hustoty a uložit více bitů na buňku. Větší hustota je nezbytná, aby IBM dosáhla svého cíle vyvinout paměť se změnou fáze pro vysoce výkonné systémy, jako jsou servery, které zpracovávají a ukládají internetová data mnohem rychleji.
Dnes oznámená práce IBM nabízí řešení. V minulosti nebyli vědci schopni vyrobit zařízení, které by využívalo více bitů na buňku, které by spolehlivě fungovalo po měsíce a roky. Je to kvůli vlastnostem materiálů pro změnu fáze používaných k ukládání dat. Vědci v Výzkum IBM v Curychu vyvinuli softwarový trik, který jim to umožňuje kompenzovat.
Každá buňka v těchto polích pro ukládání dat se skládá z malého bodu materiálů s fázovou změnou vložených mezi dvě elektrody. Přivedením napětí přes elektrody lze materiál přepnout do libovolného počtu stavů podél kontinua od zcela nestrukturovaného až po vysoce krystalický. Paměť je načtena pomocí dalšího elektrického impulsu k měření odporu materiálu, který je v krystalickém stavu mnohem nižší.
Pro výrobu vícebitových paměťových buněk zvolila skupina IBM čtyři různé úrovně elektrického odporu. Problém je v tom, že v průběhu času mají elektrony v článcích se změnou fáze tendenci unášet se a odpor se mění, čímž dochází k poškození dat. Skupina IBM ukázala, že dokáže zakódovat data takovým způsobem, že když jsou načtena, mohou opravit chyby založené na posunu a získat správná data.
Skupina IBM ukázala, že kód pro opravu chyb lze použít ke spolehlivému načtení dat z paměťového pole se změnou fáze s 200 000 buňkami po období šesti měsíců. To nejsou gigabity jako flash, ale je to působivé, říká Eric Pop , profesor elektrotechniky a počítačových věd na University of Illinois v Urbana-Champaign. Používají chytré schéma kódování, které, jak se zdá, prodlužuje životnost a spolehlivost paměti se změnou fáze.
U komerčních produktů musí doba spolehlivosti dosáhnout až 10 let, říká Victor Zhirnov, ředitel speciálních projektů Společnost pro výzkum polovodičů . IBM říká, že se tam může dostat. Elektrický drift v těchto materiálech je většinou problematický v prvních mikrosekundách a minutách po naprogramování, říká Harris Pozidis, manažer technologií pamětí a sond v IBM Research v Curychu. Problém driftu lze statisticky zohlednit v kódovacím schématu IBM v jakémkoli nezbytném časovém rámci, říká Pozidis, protože k němu dochází známou rychlostí.
Ale paměť se změnou fáze nebude široce přizpůsobena, dokud nebude možné zkontrolovat spotřebu energie, říká Zhirnov. K převrácení bitů v těchto polích je stále potřeba příliš mnoho energie. Je to kvůli způsobu, jakým jsou elektrody navrženy, a mnoho výzkumníků na tomto problému pracuje. Letos na jaře Popova skupina na University of Illinois demonstrovala úložná pole, která využívají uhlíkové nanotrubice ke kódování paměťových buněk s fázovou změnou se 100krát nižší energií.