Memoria flash ce depaseste bariera Legii lui Moore

O noua tehnologie de memorie flash cu potential de capacitate si durabilitate mai mari si un consum mai mic de putere ar putea reprezenta viitorul acestui domeniu, in dauna drive-urilor solid-state.

O companie californiana, Nanochip, printre finantatorii careia se afla si Intel, a anuntat progrese semnificative intr-o noua tehnologie de memorie la care lucreaza de aproape 12 ani. Nanochip afirma prin vocea CEO-ului sau, Gordon Knight, ca memoria flash “array-based” (intr-o traducere aproximativa, memorie de tip matrice) nu depinde de Legea lui Moore si ca este o tehnologie care ar putea tine “si 10 generatii”.

Afirmatia lui Knight se refera la legea nescrisa formulata de Gordon Moore in 1965, conform careia numarul tranzistoarelor incluse intr-un cip se dubleaza la aproximativ fiecare 2 ani. Pentru memoria flash se crede ca aceasta dublare a numarului de tranzistori si-ar putea atinge limitele undeva la 32 sau 45 nm, fiind limitata de posibilitatea de a crea plane bidimensionale din ce in ce mai mici intr-un circuit integrat, prin procesul de litografiere.

Memoria de tip array-based elimina acest neajuns prin folosirea unei matrice de probe microscopice care citesc si scriu pe un mediu de stocare. Capacitatea unui cip creat intr-o astfel de tehnologie este data de posibilitatea de a deplasa aceste probe pe distante din ce in ce mai mici. Generatia actuala de probe are o dimensiune de 25 nm, dar Nanochip afirma ca probele ar putea fi micsorate teoretic pana la a se deplasa de la atom la atom, dar ca in practica acestea vor ajunge in timp pana la 2-3 nm, o reducere care ar insemna o crestere a densitatii si capacitatii cip-urilor de 100 ori. Totul fara o modificare a procesului tehnologic ca la litografie, unde, din 2 in 2 ani, pe masura ce se trece la o noua tehnologie, trebuie schimbata intreaga linie de productie.

Scara de 2-3 nm pentru probele din tehnologia array-based ar insemna cip-uri de memorie cu capacitati de peste 1 Terabyte. La acest lucru se va ajunge insa abia in 10-12 ani, prima generatie, anticipata pentru 2010, urmand a produce cateva cip-uri de 100 GB, restul fiind de ordinul zecilor de GB.

Tehnologia necesita echipamente low-cost de productie de semiconductori, care ar putea fi adaptat de la echipamentele
actuale de productie de circuite integrate bi-dimensionale (plate), echipamente care ar ramane utilizabile si dupa trecerea la densitati mai mici. Acest lucru ar conferi tehnpologiei un avantaj important fata de drive-urile solid-state, care la ora actuala determina ca pretul per GB al acestora sa fie undeva la 15-18 $.

Memoria array-based mai are si alte avantaje, printre care consumul redus de putere si accesul paralel la date. Conform lui Knight, tehnologia previne problemele de gatuire care pot apare cand mai multi utilizatori (aplicatii) incearca sa acceseze date simultan, deoarece acestea sunt colectate prin puncte de acces multiple (acele probe microscopice). Datele sunt colectate in forma multiplexata si apoi serializate pentru a fi trimise la iesire, ca la un flash-drive, doar ca raspandite pe sute de mici cititoare.
Tehnologia nu este o noutate, ceva asemanator fiind folosit de catre IBM in anii 1990 intr-un proiect numit Millipede. Acesta studia crearea de componente electronice ce puteau fi manipulate la scara atomica. In Millipede se folosea o proba miscroscopica ce crea o mica indentare intr-un material de polimer, indentare care reprezenta un bit de informatie, iar operatiunea de creare a acestuia era practic operatiunea de scriere.

Nanochip a aplicat acest principiu la memoria sa, folosind mii de probe microscopice care creeaza astfel de indentari intr-un material tinut secret, despre care CEO-ul companiei afirma ca poate fi rescris la infinit, fara a se deteriora. Un alt obstacol pe care cei de la Nanochip au trebuit sa-l depaseasca, dar despre care nu dau detalii, este materialul din care sunt realizate probele folosite la citire/scriere, si care trebuie sa reziste la operatii sustinute, fara a se toci.

Dincolo de aspectele tehnice, memoria array-based trebuie sa-si dovedeasca viabilitatea din punct de vedere comercial. Cel mai important lucru va fi pretul, care va trebui sa fie avantajos fata de SSD-uri, dar si realizarea unor device-uri care sa se potriveasca cu sistemele existente. Gordon Knight este increzator ca Nanochip va realiza drive-uri de memorie array-based de dimensiuni similare cu cele ale drive-urilor existente, cu aceeasi interfata, astfel incat acestea sa fie plug-and-play, potrivindu-se in sistemele actuale.

Pana atunci insa, trebuie tinut cont de faptul ca memoria flash evolueaza si ea, aparand diverse noi tipuri de memorie flash sau tehnologii de stocare care vor sa o concureze pe aceasta, precum PCM cu nanofire sau PMC.