IBM apresenta memória com três bits por célula

Redação do Site Inovação Tecnológica -  18/05/2016

Chip de memória PCM tribit conectado a uma placa de circuito impresso padrão.[Imagem: IBM Research]

Memória tribit

A IBM apresentou um chip funcional capaz de armazenar de forma confiável 3 bits de dados por célula de memória, utilizando uma tecnologia na qual praticamente todo o mercado vem trabalhando há anos, chamadamemórias de mudança de fase(PCM: Phase-Change Memory).

A empresa já havia conseguidogravar até 4 bits por célula PCMem escala experimental. O novo chip é o resultado da migração daquela tecnologia rumo às aplicações reais, que precisam lidar com todos os aspectos envolvidos na produção em escala industrial.

Atingir 3 bits por célula é um marco significativo porque, nessa densidade, o custo da memória PCM será significativamente menor do que de um chip DRAM equivalente e mais próximo da memória flash - ela é 50 vezes mais rápida do que uma memória flash de capacidade equivalente.

Mas ainda há dúvidas se o novo chip estaria realmente pronto para ir ao mercado.

O chip PCM multi-bit apresentado agora é constituído por uma matriz de 2 x 2 milhões de células em uma arquitetura intercalada de 4 bancos. Cada uma das duas matrizes de memória mede 1000 × 800 micrômetros. As células PCM, feitas de uma liga dopada com calcogeneto, foram integradas em uma placa de circuito integrado padrão com tecnologia CMOS de 90 nanômetros.

Memória de mudança de fase

As memórias PCM atraíram a atenção da indústria como uma potencial tecnologia de memória universal com base na sua combinação de velocidade de leitura/gravação, resistência, não-volatilidade e densidade.

Por exemplo, a PCM não perde os dados quando desligada, como a flash e diferente da DRAM, e a tecnologia pode suportar pelo menos 10 milhões de ciclos de escrita, em comparação com uma média de 3.000 ciclos de escrita das memórias flash.

A expectativa é que as memórias PCM possam ser usadas de forma independente ou em aplicações híbridas, combinando armazenamento PCM e flash, com a PCM funcionando como um cache extremamente rápido.

Como uma memória PCM funciona

Como seu nome indica, uma memória de mudança de fase armazena os bits pela alteração de fase - amorfa ou cristalina - do material usado em sua construção, uma liga de vários elementos.

Esse material é colocado entre dois eletrodos. A mudança de fase e a sua reversão são induzidas pela aplicação de uma tensão ou de pulsos de corrente de diferentes intensidades. Dependendo da tensão, mais ou menos material entre os eletrodos é submetido à mudança de fase, o que afeta diretamente a resistência da célula.

É essa variação na resistência da célula em função da tensão que foi explorada para guardar não apenas um bit, mas vários bits por célula.

Bibliografia:

Demonstration of Reliable Triple-Level-Cell (TLC) Phase-Change Memory
Milos Stanisavljevic, Haralampos Pozidis, Aravinthan Athmanathan, Nikolaos Papandreou, T. Mittelholzer, Evangelos Eleftheriou
Proceedings of the International Memory Workshop
DOI: 10.1109/JETCAS.2016.2528598

Multilevel-Cell Phase-Change Memory: A Viable Technology
Aravinthan Athmanathan, Milos Stanisavljevic, Nikolaos Papandreou, Haralampos Pozidis, Evangelos Eleftheriou
IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems