Onderzoekers verdubbelen capaciteit phase change-geheugen

Onderzoekers van Intel en ST Microelectronics hebben voor het eerst phase change-geheugen gedemonstreerd waarbij per cel vier in plaats van twee fysieke 'states' ingezet kunnen worden om data op te slaan.

De bedrijven hebben hun vinding geopenbaard op de International Solid State Circuits Conference, die momenteel in San Francisco gehouden wordt. Intel en ST Microelectronics werken al tijden samen aan de ontwikkeling van phase change-geheugen en claimen dat de technologie rijp voor massaproductie is. Phase change-geheugen, ook wel bekend als 'pram', wordt vanwege de snelheid en de schaalbaarheid gezien als een opvolger voor zowel flash als dram. Dit type geheugen maakt gebruik van de eigenschap van chalcogenide-glas om bij verandering van temperatuur tussen een amorfe en een kristallijne staat te wisselen, enigszins vergelijkbaar met de eigenschap van H₂O om van water naar ijs en vice versa te veranderen.

Intel en ST Microelectronics hebben nu bekendgemaakt dat het door hen gebruikte materiaal, dat ze GST gedoopt hebben, nog twee fysieke toestanden naast kristallijn en amorf kent, die bruikbaar zijn voor het opslaan van bits. Ook deze twee states kunnen bereikt worden door middel van gecontroleerde verhitting van het materiaal. De geheugencellen zijn vervolgens weer uit te lezen door de elektrische weerstand te meten; die waarde is namelijk afhankelijk van de toestand van het chalcogenide. De bedrijven konden zo multi-level pram-chips met een capaciteit van 256Mbit construeren. De snelheid waarmee de bits te schrijven zijn, is 'commercieel bruikbaar', zei Justin Rattner, cto van Intel, tijdens een conference call die aan de Issc-conferentie voorafging.

Reacties (19)

[Verwijderd]

ok deze twee states kunnen bereikt worden door middel van gecontroleerde verhitting van het materiaal.

Levert dit eigenlijk geen problemen op als je computer kast (te) warm/koud word? Lijkt me niet handig als je gegevens gaat verliezen doordat je temperatuur schommeld.

Phase-change memory is susceptible to a fundamental tradeoff of unintended vs. intended phase-change. This stems primarily from the fact that phase-change is a thermally driven process rather than an electronic process. Thermal conditions which allow for fast crystallization should not be too similar to standby conditions, e.g. room temperature. Otherwise data retention cannot be sustained. With the proper activation energy for crystallization it is possible to have high speed crystallization at programming conditions while having very slow crystallization at use conditions.

http://en.wikipedia.org/wiki/Phase-change_memory

Het is dus zeker wel van belang...

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 27 juli 2024 21:00]

[vistu]

Rekristallisatiesnelheid is afhankelijk van de grootte van de temperatuurswisseling binnen een bepaalde tijd. Afhankelijk van deze snelheid is ook de uiteindelijk bereikte structuur (korrelgrootte van het kristal bv), verschillende structuren zouden heel goed een verschillende elektrische geleidbaarheid kunnen hebben. In principe zou 'natuurlijke' afkoeling/opwarming dus op deze manier goed te ondervangen moeten zijn.

[painkill]

Dat dacht ik ook al, in de winter krijg je dus andere gegevens terug dan in de zomer, nu zal er misschien wel een TEMP sensor in komen, zodat ze het precies naar een bepaalde temperatuur kunnen doen, maar dat maakt het er niet goedkoper op.

[Malantur]

Daar zullen de onderzoekers zeker ook over hebben nagedacht en ik denk dan meteen aan een speciale heatspreader die het latje op een constante tempratuur laat werken.
(mijn eigen idee, de onderzoekers hebben misschien wel een ander idee)

[Ralph Smeets]

Voor het veranderen van de inhoud van een PRAM-geheugencel, moet deze tot ongeveer 600 graden Celcius worden opgewarmd.... Het uitlezen daarentegen kan (moet) bij normale temperaturen gebeuren. Met andere woorden, het lijkt me sterkt dat een PRAM-geheugen beïnvloedbaar is door klimaat afhankelijke temperatuurschommelingen of temperatuur schommelingen ten gevolge van een hete processor. Zelfs het solderen van een PRAM-geheugen zou geen problemen mogen opleveren, gezien de temperatuur van de gemiddelde SMD-oven ver beneden de 600 graden is. Soldeerbouten met een temperatuur hoger dan 400 graden Celcius heb ik ook nog niet gezien.

[Verwijderd]

Dat is dan en knap stukje techniek wat ze nodig hebben om na het "bakken" van informatie, de boel dusdanig koel te krijgen om het te kunnen lezen en eigenlijk direct weer op te stoken naar min. 600 graden voor de volgende bewerking....

Het opwarmen is denk ik niet zo'n probleem, maar het supersnel afkoelen daarintegen wel.Ik ben benieuwd hoe men dat gaat doen.

[vgroenewold]

Het gaat waarschijnlijk om zeer lokale omstandigheden. Als je je voorstelt dat je een tipje van een draad verhit in je woonkamer, dan kan je je ook voorstellen dat deze weer zeer snel kan afkoelen (en in ieder geval snel <600 graden wordt) door de enorme "bufferende" werking van de omgeving. De temperatuur in je woonkamer zal niet plots flink verhogen bijv. Of het zo ook kan op chip-niveau, geen idee, maar het moet haast wel, tenzij men een andere soort actieve koeling heeft verzonnen. En het gaat waarschijnlijk ook om zeer korte pulsen van verwarming.

[Reactie gewijzigd door vgroenewold op 27 juli 2024 21:00]

[ocf81]

Is er bij dit soort geheugen geen sprake van een soort van moeheid of erosie door al dat herhaalde verhitten en koelen?

[Verwijderd]

http://en.wikipedia.org/wiki/Phase-change_memory

PRAM devices also degrade with use, for different reasons than Flash, but degrade much more slowly. A PRAM device may endure around 100 million write cycles.[2] PRAM lifetime is limited by mechanisms such as degradation due to GST thermal expansion during programming, metal (and other material) migration, and other mechanisms still unknown.

[Verwijderd]

Ter informatie over Phase-Change geheugen, dit principe werd ook gebruikt bij CD-RW's.

[vistu]

Nee, niet helemaal waar. Het principe van Phase Change geheugen berust op een verandering van elektrische eigenschappen, het principe van de CD-RW op een verandering van optische eigenschappen. Overeenkomst is wel de fase overgang, waarbij dus beide eigenschappen veranderen.

[splrf]

"..door middel van gecontroleerde verhitting van het materiaal"
Dan vraag ik mij wel gelijk af hoeveel energie er nodig is om bijvoorbeeld een film op te slaan en hoe die warmte weer afgevoerd wordt..

[vistu]

Heel erg weinig, te denken valt aan de diesublimation photoprinters die tegenwoordig erg populair zijn. De werking ervan berust op het snel verhitten en koelen van een groot aantal thermische eenheden. Omdat het hele kleine elementen zijn is er ook heel weinig energie voor nodig (1 Joule is bv al veel te veel).
Door de hoge dichtheid van de elementen kan het koelen natuurlijk wel een probleem gaan vormen, ik ga er vanuit dat er wel een heathspreader aan te pas zal komen.

Ps.
De schrijf/leessnelheid is grotendeels afhankelijk van de snelheid waarmee gekoeld /verhit kan worden.

[Beretta1979]

Waarschijnlijk niet anders zouden ze toch niet zeggen dat het commercieel bruikbaar is ?

[Verwijderd]

ik weet niet hoe het nu gaat hoor, maar als je die prams te dicht bij je videokaart of processor hebt hangen dan? ben je dan niet ineens al je data weer kwijt?

[darkjeric]

Wellicht is het alleen op een heeeeeel bepaalde temperatuur dat dit materiaal va phase verandert. Zoiets als ROM-chips, dat je maar op een bepaald voltage kan uitlezen/flashen.

Wellicht zal er dan koeling opkomen of een afsluiting, zodat de pram ook niet rechtstreeks blootgesteld wordt aan de temps in je case. Zo denk ik er toch over...