PCM: Her er testbrikken til IBM som lagrer informasjon i to nivåer ved endre fasen mellom krystallin og amorf. (Bilde: IBM)

PCM utfordrer Flashminne

På ganske år er flashminne blitt en uunnværlig del av hverdagen vår.

Den lagrer musikk og bilder og annen informasjon i telefoner. Minnepinner i alle størrelser er nødvendighetsartikler, og moderne kameraer ville fått store problemer uten minnekortene.

Likevel er ikke teknologien uten problemer. Forskere hos IBM tror en annen teknologi kan konkurrere ut flashminnet.

De har forsket på såkalt faseskiftminne, og nå har de klart å lagre mer en et bit i hver minnecelle. Det gjør det lettere å lage slikt minne med store kapasiteter.

Varig

I motsetning til vanlig DRAM er PCM – phase change memory, eller faseskiftminne, såkalt ikkevolatilt.

Det betyr at det ikke mister innholdet når man skrur av spenningen. Akkurat som flashminne.

Men i motsetning til flashminne er det både lynraskt og det varer veldig lenge. Lagringsteknologien er nesten like rask som DRAM og det er omtrent 100 ganger raskere enn flash.

De beste variantene av flash som brukes i servere kan overskrives rundt 30 000 ganger. PCM klarer mer enn ti millioner. Det betyr ikke så mye for forbrukeranvendelser, men i profesjonell bruk er det viktig.

Ikke nytt

PCM er ikke noe nytt. Intels Gordon Moore skrev om teknologien på 70-tallet og siden har den vært forsket på.

Det nye er at IBMs forskere funnet ut hvordan de skal lagre mer enn et bit i hver celle. Det går litt ut over hastigheten, men det oppveies av kapasitetsøkningen.

Med faseskift menes at man endrer en legering fra krystallin til amorf fase og tilbake igjen. Det skal svært lite energi til å endre tilstanden som endres ved at strømmen varmer opp det knøttlille punktet mellom en elektrode over og en under.

Med faseskift menes at man endrer en legering fra krystallin til amorf fase og tilbake igjen. Det skal svært lite energi til å endre tilstanden som endres ved at strømmen varmer opp det knøttlille punktet mellom en elektrode over og en under. ENKLE GREIER: I prinsippet er faseskiftminne bare en liten kladd med legering mellom to elektroder som kan skifte fasen i stoffet ved å varme det opp og måle hvor stor motstand det er over elektrodene. IBM

I krystallin fase er motstanden mindre enn når legeringen er i amorf fase. Ved å regulere spenningen kan man få denne prosessen til å bare et stykke på veien, og det gir grunnlag for mellomtrinn og dermed flere lagringsnivåer.

I første omgang kan den nye celle lagre to bit og det betyr en dobling av kapasiteten. Dette er ikke like enkelt som det høres ut for materialene kan variere slitt.

Derfor gjør man en kontrollert endring ved å pulse spenningen og så måler man motstanden. Er den ikke der den skal være får cellen flere spenningspulser til motstanden er i det korrekte området.

Flere om beinet

IBM er ikke de eneste som forsker på PCM. Det er det mange selskaper som driver med.

De har heller ikke noen planer om produksjon, men vil heller lisensiere ut teknologien til andre.

Den minnebrikken IBM har laget, er på beskjedne 200 000 celler og bygget med 90 nanometer teknologi.

Det er ikke mye å stille opp med mot dagens flashminnebrikker som har 128 milliarder celler og som vil fortsette å øke raskt.

Likevel tror IBMs forskere at PCM-teknologiens fordeler vil gi den plass i markedet og at kommersiell bruk vil starte i 2016.