Реклама

Дешевая альтернатива памяти DRAM стала еще на шаг ближе к корпоративным ЦОД, после того как в IBM представили новый способ повышения плотности размещения данных в ячейках PCM.

Память с изменением фазового состояния (Phase-Change Memory, PCM) — одна из нескольких развивающихся технологий, которые должны работать быстрее, чем флеш-память, и стоить дешевле, чем память DRAM. В результате предприятия и потребители получат ускоренный доступ к данным за меньшие деньги. Но для того чтобы воплотить эту идею в жизнь, конструкторам предстоит преодолеть ряд трудностей.

Одна из этих трудностей связана как раз с плотностью размещения данных. В корпорации IBM объявили, что ее инженерам удалось добиться определенных успехов в этом направлении и создать версию памяти PCM, в каждой ячейке которой будут храниться сразу 3 бит (в 2011 году корпорация продемонстрировала память РМС, в каждой ячейке которой находилось 2 бит). Повышение плотности размещения данных позволит выпускать память более высокой емкости при применении этой дорогостоящей технологии.

Память PCM уже входит в состав ряда коммерческих продуктов, но пока в относительно небольших масштабах. Новая технология сулит памяти PCM более весомые успехи: до сих пор она стоила дороже DRAM, и использовать ее особого смысла не было.

В основе функционирования технологии PCM лежит перевод стеклоподобного вещества из аморфного состояния в кристаллическое путем подачи электрического напряжения. Подобно флеш-памяти NAND, PCM позволяет хранить данные, когда устройство выключено, в то время как при использовании памяти DRAM все данные в случае выключения устройства теряются. PCM отвечает на запросы гораздо быстрее, чем флеш-память, — менее чем за 1 микросекунду, а не за 70. Прослужит она тоже дольше, выдержав по крайней мере 10 млн циклов записи, тогда как ресурсов флеш-диска, подключаемого через интерфейс USB, хватает в среднем примерно на 3 тыс. циклов.

Трехбитовая память PCM могла бы найти применение для создания более быстрого уровня хранения внутри массивов (включая флеш-массивы), это ускорило бы для приложений получение часто используемых данных. Кроме того, она могла бы занять место многих модулей DRAM, что должно привести к сокращению затрат на построение баз данных, размещаемых в оперативной памяти.

PCM — одна из нескольких развивающихся технологий, которые должны работать быстрее, чем флеш-память, и стоить дешевле, чем память DRAM
Источник: IBM

Пользователи гаджетов тоже окажутся в выигрыше. К примеру, на запуск смартфона, у которого операционная система хранится в трехбитовой памяти PCM, уйдет всего несколько секунд.

Попытки объединить в одном устройстве лучшие черты оперативной и флеш-памяти предпринимают многие разработчики. Intel и Micron пытаются решить эту задачу с помощью памяти 3D Xpoint, в которой ячейки располагаются слоями друг над другом. К развивающимся технологиям относятся также RRAM (resistive RAM), MRAM (magnetoresistive RAM) и мемристоры.

«Подобно 3D Xpoint, трехбитовая память PCM имеет хорошие шансы на успех, поскольку ее поддерживает производитель процессоров, — заметил аналитик из исследовательской компании Objective Analysis Джим Хенди. — Если Intel ориентирует 3D Xpoint для x86-архитектуры, то IBM проектирует PCM для собственной архитектуры POWER. Участие обеих корпораций имеет решающее значение при организации крупномасштабного производства, которое необходимо для снижения цен на новые технологии».

Создание новой разновидности PCM стало возможным благодаря добавлению двух важных функций. Одна из них позволяет управлять так называемым дрейфом, в результате которого способность памяти сохранять правильные значения постепенно снижается. Другая функция призвана бороться с нагревом, поскольку устойчивая работа возможна лишь при нормальной температуре.

Еще одна задача заключается в том, чтобы обеспечить передачу данных процессору без задержек. IBM делает ставку на высокоскоростной протокол CAPI (Coherent Accelerator Processor Interface), используемый в серверах с процессорами архитектуры POWER. Протокол CAPI работает поверх физического интерфейса PCIe.

Никаких прогнозов относительно сроков появления памяти PCM в системах массового потребления IBM не дает, поскольку не занимается производством памяти и вынуждена искать партнеров. (В прошлом проектирование PCM осуществлялось совместно с компанией SK Hynix.) Но для налаживания масштабного производства может понадобиться два-три года.

Купить номер с этой статьей в PDF