IBM promet l'arrivée de mémoire à changement de phase MLC

01 juin 2018 à 15h36
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Pour IBM, la mémoire à changement de phase et ses performances bien supérieures à celles de l'actuelle Flash pourraient devenir une réalité dans l'univers des serveurs. Big Blue vient en effet d'annoncer avoir réussi à mettre au point un nouveau procédé de fabricant permettant d'aboutir à des cellules capables de stocker deux bits d'information, et assure que l'entrée en production devrait se faire d'ici 2016.

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En développement depuis plusieurs années, la mémoire à changement de phase (dite PCM, ou PRAM) connait sans cesse de nouveaux développements. Le dernier en date est à mettre au crédit d'IBM, dont les ingénieurs ont réussi à mettre au point une cellule capable de stocker deux bits d'information. On parle alors, comme dans le domaine de la mémoire Flash, d'une cellule à plusieurs niveaux (MLC, pour Multi Level Cell), qui présente l'intérêt d'être bien plus rentable à produire, puisqu'elle stocke deux fois plus de données qu'une cellule SLC (Single Level Cell).

La mémoire à changement de phase, sur laquelle travaillent les grands noms de la mémoire depuis des années, n'a sur le papier que des avantages. Non volatile, comme la mémoire Flash, elle offrirait non seulement des débits cent fois plus rapide, mais aussi une durée de vie bien supérieure, puisqu'une cellule de PCM pourrait encaisser jusqu'à dix millions de cycles, contre quelques dizaines de milliers pour les plus endurantes cellules Flash.

Le procédé repose sur un alliage chalcogénure qui réagit à la chaleur générée par un courant électrique pour passer, à certains paliers définis, d'un état amorphe (atomes désordonnés) à un état cristallin (atomes ordonnés). La résistance électrique de la cellule varie en fonction de l'état adopté, ce qui permet de « lire » l'information stockée. Les ingénieurs d'IBM ont par ailleurs découvert qu'en modulant la tension appliquée, il était possible d'obtenir des états intermédiaires (mi-amorphe, mi-cristallin), permettant d'augmenter le nombre d'états identifiables. Aujourd'hui, ils se disent ainsi en mesure de stocker jusqu'à deux bits (soit quatre états : 00, 01, 10 et 11) au sein d'une seule et même cellule, grâce à un processus d'écriture itératif : l'impulsion électrique est ainsi répétée jusqu'à ce que la résistance souhaitée soit atteinte. A l'avenir, ils envisagent de pouvoir monter jusqu'à trois bits, soit huit états distincts.

Pour garantir la durée de vie de l'ensemble, IBM indique enfin effectuer ces opérations selon des valeurs relatives et non absolues. Ce n'est donc pas la résistance exacte qui est mesurée pour déterminer un état, mais l'écart de résistance avec l'état précédemment occupé. Ainsi, bien que la résistance de la cellule augmente au fil des transformations, le procédé reste viable.

Après cinq mois de travaux autour de ce projet, Big Blue se dit aujourd'hui en mesure d'affirmer que la mémoire à changement de phase de type MLC sera une réalité commerciale d'ici 2016. Du fait de coûts de production élevés et de critères de fiabilité bien supérieurs aux exigences du grand public, c'est dans un premier temps dans l'univers professionnel qu'elle trouvera un débouché. Intel et Samsung planchent également sur le sujet.

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Des mérites comparés de la PRAM selon IBM
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