W poszukiwaniu pamięci uniwersalnej

Przykładowo firma Samsung oferuje połączenie pamięci Flash i DRAM – w jednej obudowie zamkniętych jest osiem układów scalonych. Umożliwia to telefonom komórkowym przechowywanie do 3,2Gb danych. Analityk z Semico Research dodaje, że taka hybryda wykorzystywana jest przez zwyczajny telefon komórkowy. Podkreśla tym samym jak daleko posunęła się technologia produkcji pamięci i że przestaje być wystarczająca na dzisiejsze potrzeby.

Firma iSuppli przewiduje, że rynek pamięci w 2019 roku będzie wart 76 mld dolarów. Zdominuje go technologia łącząca w sobie największą liczbę zalet spośród obecnie używanych rozwiązań. Firma, której uda się stworzyć taki układ, może liczyć na ogromne zyski. Wielu ekspertów ma wątpliwości, czy wynalezienie uniwersalnej pamięci będzie kiedykolwiek możliwe.

Podobnego zdania jest pracownik firmy Intel pracujący nad technologią PCM (Phase-Change Memory), która być może zastąpi pewnego dnia układy Flash. Nie wyobraża on sobie powstania uniwersalnej pamięci w najbliższej przyszłości. Problemem są wygórowane wymagania, takie jak duża szybkość pracy, niska cena, zachowywanie danych po utracie zasilania. Pogodzenie tych wszystkich potrzeb będzie wyjątkowo trudne.

Pewne wymagania wzajemnie się wykluczają. Przykładowo szybka pamięć (np. SRAM) potrzebuje niewielkiej energii do zmiany stanu pojedynczego bitu. Z drugiej strony zwiększenie energii zapisu wydłuża czas przechowywania danych. W efekcie niezwykle trudno jest pogodzić szybkość pracy z długoterminowym podtrzymaniem informacji.

Przemysł poświęca więcej wysiłku niż kiedykolwiek na badanie i rozwój nowych metod wytwarzania pamięci. Analityk z firmy inwestycyjnej Kalydus Asset Advisors dodaje, że środki na rozwój tego sektora są zwiększane szybciej niż w jakiejkolwiek innej branży półprzewodnikowej.

Największe nadzieje wiązane są z technologiami takimi jak PCM, FRAM (Ferroelectric Random-Access Memory) oraz MRAM (Magnetoresistive Random-Access Memory). Inny, obiecujący kierunek badań prowadzi firma Nantero wykorzystując nanorurki węglowe.

Obecne możliwości techniczne są niewystarczające do rozprzestrzenienia nowych pamięci na szeroką skalę. Wynika to ze stosunkowo małej pojemności (4Mb, jakie oferuje FRAM w stosunku do 8Gb oferowanych przez układy Flash). Firmy Texas Instruments oraz Ramtron współpracują nad stworzeniem bardziej pojemnych pamięci FRAM. Mają one znaleźć zastosowanie w zaawansowanych kartach pamięci oraz w urządzeniach o bardzo małym poborze mocy.

Technologia PCM jest rozwijana przez firmy Hynix, Infineon, Intel, Samsung, STMicrolectronics i kilka innych. Pamięć ta może zdeklasować konkurentów ze względu na małe wymiary pojedynczej komórki i niższą cenę. Z wad należy wymienić relatywnie duże zapotrzebowanie na energię i wrażliwość na temperaturę. Po przezwyciężeniu tych problemów, układy PCM mogą stać się zamiennikami pamięci Flash.

Firma Freescale Semiconductor zaangażowana jest w rozwój MRAM. Wprowadzone zostały na rynek pierwsze układy o pojemności 4Mb. W rozwoju tej technologii uczestniczą również inne firmy, takie jak Hewlett-Packard, Honeywell, IBM, Infineon, Micron Technology, NEC, NVE, Renesas Technology oraz Samsung, lecz żadna z tych firm nie planuje obecnie sprzedaży układów MRAM.

Dyrektor odpowiedzialny za technologię MRAM w firmie Freescale Semiconductor uważa, że taki sposób wytwarzania pamięci jest dobrą alternatywą. Cechuje je duża szybkość i trwałość. Nie oczekuje jednak zbyt szybkiej wymiany obecnie stosowanych układów na MRAM.

Firma Nantero przedstawia technologię wykorzystującą nanorurki węglowe jako pozbawioną fizycznych barier. Uważa, że może się ona stać pamięcią uniwersalną, odpowiednią do wszelkich zastosowań. Na weryfikację tych zapewnień przyjdzie poczekać, gdyż badania trwają i pamięci te są jeszcze dalekie od wprowadzenia do sprzedaży.

Dostępne prognozy oceniające rynek pamięci w przyszłości są zachęcające. Warto mieć na uwadze, że ogromna pojemność współczesnych pamięci Flash została osiągnięta na przestrzeni 10 lat – obecnie 8Gb, a w roku 1995 było to „tylko” 16Mb. Pozostaje mieć nadzieję, że postęp technologiczny oraz badania dużych firm pozwolą stworzyć uniwersalną pamięć. Dzięki temu elektronika zyska nowy wymiar i stanie się jeszcze bardziej przyjazna i niezawodna.

Jakub Borzdyński