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Rendre les puces mémoire Speedy fiables
Les chercheurs d'IBM ont développé une astuce de programmation qui permet de stocker de manière plus fiable de grandes quantités de données à l'aide d'une nouvelle technologie prometteuse appelée mémoire à changement de phase. La société espère commencer à intégrer cette technologie de stockage dans des produits commerciaux, tels que des serveurs qui traitent les données pour le cloud, dans environ cinq ans.
Memoire à long terme: Chaque cellule de cette puce mémoire à changement de phase de 200 000 cellules peut stocker plusieurs bits de données de manière fiable sur une période de plusieurs mois.
Comme la mémoire flash, que l'on trouve couramment dans les téléphones portables, la mémoire à changement de phase est non volatile. Cela signifie qu'il ne nécessite aucune alimentation pour stocker les données. Et il est accessible rapidement pour des démarrages rapides des ordinateurs et un fonctionnement plus efficace en général. La mémoire à changement de phase a un avantage de vitesse sur le flash, et Micron et Samsung sont sur le point de sortir des produits qui concurrenceront le flash dans certaines applications mobiles.
Ces premiers produits utiliseront des cellules mémoire qui stockent un bit chacune. Mais pour que la mémoire à changement de phase soit rentable pour des applications plus larges, elle devra atteindre une densité plus élevée, en stockant plusieurs bits par cellule. Une plus grande densité est nécessaire pour qu'IBM atteigne son objectif de développer une mémoire à changement de phase pour les systèmes hautes performances tels que les serveurs qui traitent et stockent les données Internet beaucoup plus rapidement.
Les travaux d'IBM annoncés aujourd'hui offrent une solution. Dans le passé, les chercheurs n'étaient pas en mesure de créer un appareil utilisant plusieurs bits par cellule et fonctionnant de manière fiable pendant des mois et des années. Cela est dû aux propriétés des matériaux à changement de phase utilisés pour stocker les données. Les scientifiques de Recherche IBM à Zurich ont développé une astuce logicielle qui leur permet de compenser cela.
Chaque cellule de ces matrices de stockage de données est constituée d'un petit point de matériaux à changement de phase pris en sandwich entre deux électrodes. En appliquant une tension aux électrodes, le matériau peut être commuté vers n'importe quel nombre d'états le long d'un continuum allant de totalement non structuré à hautement cristallin. La mémoire est lue en utilisant une autre impulsion électrique pour mesurer la résistance du matériau, qui est beaucoup plus faible à l'état cristallin.
Pour fabriquer des cellules de mémoire multibits, le groupe IBM a choisi quatre niveaux différents de résistance électrique. Le problème est qu'au fil du temps, les électrons dans les cellules à changement de phase ont tendance à dériver et la résistance change, corrompant les données. Le groupe IBM a montré qu'il pouvait encoder les données de telle manière que lorsqu'elles sont lues, ils puissent corriger les erreurs basées sur la dérive et obtenir les bonnes données.
Le groupe IBM a montré qu'un code de correction d'erreurs peut être utilisé pour lire de manière fiable les données d'une matrice mémoire à changement de phase de 200 000 cellules après une période de six mois. Ce ne sont pas des gigabits, comme le flash, mais c'est impressionnant, dit Eric Pop , professeur de génie électrique et d'informatique à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Ils utilisent un schéma de codage intelligent qui semble prolonger la durée de vie et la fiabilité de la mémoire à changement de phase.
Pour les produits commerciaux, ce délai de fiabilité doit aller jusqu'à 10 ans, explique Victor Zhirnov, directeur des projets spéciaux au Société de recherche sur les semi-conducteurs . IBM dit qu'il peut y arriver. La dérive électrique de ces matériaux est principalement problématique dans les premières microsecondes et minutes après la programmation, explique Harris Pozidis, responsable des technologies de mémoire et de sonde chez IBM Research à Zurich. Le problème de la dérive peut être pris en compte statistiquement dans le schéma de codage d'IBM sur n'importe quelle période de temps nécessaire, explique Pozidis, car il se produit à un rythme connu.
Mais la mémoire à changement de phase ne sera pas largement adaptée tant que la consommation d'énergie ne pourra pas être vérifiée, explique Zhirnov. Il faut encore beaucoup trop d'énergie pour inverser les bits dans ces tableaux. Cela est dû à la façon dont les électrodes sont conçues et de nombreux chercheurs travaillent sur le problème. Ce printemps, le groupe de Pop de l'Université de l'Illinois a présenté des matrices de stockage qui utilisent des nanotubes de carbone pour coder des cellules mémoire à changement de phase avec 100 fois moins de puissance.