Pamięci masowe - kiedy nastąpi rewolucja?

Zwiększenie pojemności i gęstości, zmniejszenie poboru energii oraz krótszy czas dostępu - to nieustające żądanie użytkowników pamięci masowych kierowane do producentów. I to pomimo że obiektywnie trzeba przyznać, iż technologie w tym segmencie rynku należą do najszybciej rozwijających się. Producenci dysków magnetycznych systematycznie zwiększają gęstość zapisu i pojemność klasycznych napędów, które wciąż konkurują z coraz popularniejszymi dyskami SSD nowej generacji, wykorzystującymi układy pamięci Flash. Obraz tego rynku może się jednak zasadniczo zmienić za sprawą zupełnie nowych, oryginalnych idei.

Naukowcy z IBM Almaden Research Center pracują nad nowym rodzajem pamięci określanej jako "racetrack", która ma być względnie tania oraz działać niezawodnie i dużo szybciej niż dostępne obecnie pamięci typu flash.

Wykorzystuje ona efekty kwantowe - spin elektronów, a nie ich ładunek elektryczny, jak w układach flash. Racetrack przechowuje informacje w atomach znajdujących się w magnetycznych nanodrutach mających kształt litery U. Przykładając do nanodrutu pole elektryczne, można przemieszczać je wewnątrz nanodrutu, odczytując lub zapisując dane w czasie krótszym niż jedna nanosekunda. Ponieważ w jednym elemencie można zapisać 16 bitów, a więc w praktyce układ racetrack pracuje 100 tys. razy szybciej niż pamięć flash. Liczba cykli zapisu/odczytu jest praktycznie nieskończona, a pojemność racetrack może być mniej więcej taka sama, jak pamięci flash. IBM pracuje nad racetrack od czterech lat. Na razie technologia produkcji takich pamięci nie jest jeszcze opanowana, ale za kilka lat mogą one radykalnie zmienić obraz rynku pamięci masowych.

Natomiast naukowcy z laboratoriów firmy HP pracują nad pamięciami określanymi jako memristor lub ReRAM (Resistive Random Access Memory). Memristor to skrót powstały ze słów: resistor i memory (opornik i pamięć). Ich ideę po raz pierwszy opisał w 1971 r. profesor Leon Chua z UC Berkeley, a w 2008 r. HP zaprezentował pracujące układy pamięci tego rodzaju. ReRAM to nieulotna pamięć, która ma szansę zastąpić układy NAND/flash stosowane w pamięciach masowych SSD. HP informuje, że pamięci ReRAM pobierają dużo mniej energii niż flash i są od nich szybsze, nie podając jednak szczegółów. Oprócz tego ReRAM mają być dużo trwalsze, a także ok. dwa razy pojemniejsze od stosowanych obecnie nieulotnych pamięci półprzewodnikowych. Ich żywotność szacuje się na milion cyklów zapisu/odczytu danych.

Warto zauważyć, że HP podpisał we wrześniu br. porozumienie z Hynix Semiconductor, dotyczące opracowania i wdrożenia technologii masowej produkcji układów memristor w ciągu najbliższych 3 lat. Jest więc duże prawdopodobieństwo, że już w 2013 r. pojawią się one na rynku. ReRAM mają być produkowane na bazie standardowych wafli krzemu o średnicy 300 mm.