Výzkumníci IBM vyvinuli dokonalejší typ počítačové paměti typu PCM

8. červen 2016

Celý název příslušné technologie zní phase-change memory (PCM - paměť na bázi fázové změny), jedna její datová buňka umí zaznamenat 3 bity informace (na rozdíl od klasických jednobitových nula-jedničkových datových buněk). Podobnou technologií jsou i některé typy optických přepisovatelných disků.

Vědci z výzkumného oddělení IBM Research pro konstrukci nového typu paměti využili tzv. dopované chalkogenidové slitiny, která se svými některými vlastnostmi podobá sklu. Výsledná paměť se chová jako paměť typu RAM, která má tzv. nevolatilní charakter, tj. udržuje poslední zaznamenaný stav i poté, co odezní působení vnější síly, která prováděla zápis. Na této bázi vědci z IBM nyní vytvořili paměťový chip ve tvaru tenké destičky o rozměru zhruba 1 x 0.8 milimetru. První teoretický popis pamětí typu PCM však pochází již z roku 1969.

Princip pamětí typu PCM nebo PRAM, jak se tento typ také nazývá, tkví ve změnách fáze (struktury) příslušného materiálu. Základní fáze jsou zde dvě - první má charakter krystalický, doprovázený nízkým elektrickým odporem, druhá fáze je amorfní a vyznačuje se naopak vysokým elektrickým odporem.

V praxi je však možné pracovat i s jedním nebo více stavy mezilehlými, které odpovídají částečné krystalizaci, takže v jedné paměťové buňce pak existuje více stavů či úrovní a lze do ní také uložit více bitů - v současné praxi 2-3 bity. První multibitovou paměť typu PCM vytvořily v roce 2008 firmy Intel a STMicroelectronics. Paměti typu PCM navíc bývají 50-100x rychlejší než paměti typu flash.

Novou 3-bitovou paměť typu PCM mohla IBM vyvinout jedině díky několika novým technologiím, zaměřeným na stabilitu a trvanlivost datových buněk. Také na jejich odolnost vůči tzv. driftu krystalů při zvýšení teploty prostředí.

V posledních letech můžeme na trhu vidět 3 základní typy pamětí, které slouží k rozdílným účelům - DRAM jako rychlé a volatilní operační paměti, magnetické pevné disky jako trvalá ale poměrně pomalá záznamová média a flashdisky na bázi technologie SSD jako “něco mezi tím”, tj. jako průměrně rychlá a zároveň trvalá a v zásadě univerzální záznamová média.

Nové paměti typu PCM se svojí univerzalitou a cenou nejvíce podobají pamětem typu flash, jsou však mnohem rychlejší a trvanlivější a mívají také větší hustotu záznamu dat než paměti DRAM. Flashdisky zvládají typicky 3000 zápisových cyklů, paměti PCM 1-10 milionů.

Paměti PCM lze nasadit buď samostatně nebo jako rychlé mezipaměti ve funkci cache k pamětem typu flash. Paměť PCM může být např. dedikována pro provoz operačního systému, který může startovat během několika sekund, pro úlohy z oblasti strojového učení nebo pro rychlé prohledávání databází.

Zdroje: Phys.Org, Silicon Living, Futurism, The Verge, Youtube

autor: Pavel Vachtl
Spustit audio