Mémoire flash de la plus grande capacité à ce jour

Même avec l'industrie électronique dans le marasme économique, le fabricant de cartes mémoire SanDisk parie que les clients seront prêts à payer pour mettre plus de données dans leur poche.

Mémoire multipliée : Une micrographie d'une puce flash de 64 gigabits, qui peut stocker quatre bits par cellule de mémoire, soit le double de la quantité traditionnellement stockée.

La société a annoncé une avancée significative dans la technologie de mémoire flash qui permet de stocker 64 gigabits de données sur une puce de la taille d'un ongle. Les nouvelles puces flash plus spacieuses le font en contenant quatre bits par cellule de mémoire, par opposition aux un ou deux bits standard par cellule. SanDisk a présenté les détails de l'avance au Conférence internationale sur les circuits à semi-conducteurs à San Francisco mardi.

Le développement d'une puce à quatre bits par cellule est un défi de taille, et nous considérons qu'il s'agit d'une avancée majeure, déclare Khandker Quader, vice-président senior de la technologie de la mémoire et du développement de produits chez SanDisk. Quader ajoute que le travail présenté lors de la conférence, qui vise à garantir que les données sont stockées de manière fiable, a des implications pour les générations de mémoire flash à venir.

La mémoire flash est devenue un pilier de l'industrie électronique. Il est utilisé dans de nombreux gadgets, notamment les appareils photo, les consoles de jeux, les téléphones portables et les derniers ordinateurs portables. Parce que les données sont stockées sur une puce flash sous forme de charge électrique sur les transistors, la mémoire flash est soumise au célèbre credo énoncé par Gordon Moore d'Intel il y a des décennies : le nombre de transistors sur une puce doublera tous les deux ans. En d'autres termes, grâce à la taille réduite des transistors, la mémoire flash ne cesse de gagner en capacité.

Ces dernières années, cependant, les ingénieurs ont trouvé un autre moyen d'augmenter la capacité des lecteurs flash, sans attendre que les transistors rétrécissent. Pour ce faire, ils stockent plus d'un bit de données par transistor, dans ce que l'on appelle des cellules multiniveaux (MLC). Dans une cellule à un seul niveau, les données sont stockées en utilisant deux états distincts, définis par des niveaux de tension différents. En revanche, un MLC à quatre bits stocke des informations dans 16 états, ce qui se traduit par quatre bits de données par cellule, soit quatre fois la quantité d'informations.

Cette astuce n'est en aucun cas facile. Veiller à ce que chaque cellule mémoire maintienne précisément la bonne tension, sans perturber celle des cellules voisines, est un défi majeur, explique Quader. Un autre problème est de réduire le temps nécessaire pour écrire dans ces cellules.

SanDisk a résolu ces problèmes avec de nouveaux algorithmes qui s'exécutent sur un contrôleur de puce à mémoire flash. Afin d'écrire et de lire des données vers et depuis des cellules, les ingénieurs utilisent certains des transistors d'une puce flash pour contrôler les autres transistors utilisés pour stocker les données. Ces algorithmes sont des facteurs importants pour bourrer de manière fiable quatre bits par cellule.

Nous avons introduit un certain nombre de concepts clés qui nous permettent de gérer le côté mémoire, explique Quader. La complexité de cette distribution est tellement différente de ce que vous faites avec deux bits par cellule.

Habituellement, une seule tension appliquée est utilisée pour écrire des données dans une cellule de mémoire, mais cette approche ne fonctionnera pas avec des cellules à quatre bits car elles sont si petites et proches les unes des autres. L'écriture dans une cellule peut facilement effacer une cellule voisine en raison des effets de couplage électrique. L'utilisation d'une approche appelée programmation en trois étapes permet de contourner ce problème. Une petite tension est appliquée à une cellule, ne programmant efficacement que 3 de ses 16 états. Ensuite, les cellules voisines sont programmées respectivement à 15 et 3 niveaux, en utilisant des tensions différentes. Enfin, la cellule d'origine est programmée une seconde fois. L'écriture de données de cette manière par étapes produit des caractéristiques électriques à l'intérieur de la cellule qui assurent un stockage fiable des bits.

Étant donné que le schéma de programmation prend un peu plus de temps que les approches traditionnelles, SanDisk a développé une fonctionnalité qui détecte les tensions stockées dans les cellules en se souvenant efficacement des valeurs détectées précédemment. Le résultat final est une puce capable d'écrire des données à une vitesse de 7,8 mégaoctets par seconde, proche de la vitesse à laquelle les puces existantes sont accessibles. Quader de SanDisk indique que les puces de 64 gigabits seront en production avant le second semestre de cette année, en utilisant la technologie de lithographie de 43 nanomètres.

Mark Bauer , chercheur à la société de mémoire Numonyx et président de la session de la conférence, déclare que la véritable innovation derrière le travail de SanDisk est la technologie du contrôleur. Vous ne verrez pas de flash à quatre bits sans ce contrôleur, dit-il.

Bauer ajoute que, alors que certains experts ont prédit que la mémoire flash atteint ses limites de stockage, une ingénierie intelligente continue de donner une nouvelle vie à la technologie. Il y a quatre ans, les gens disaient que le flash se heurtait à un barrage routier, mais les améliorations continuent, dit-il. Nous ne pouvons pas dire quelles solutions explorées aujourd'hui résoudront les problèmes de demain.

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