HighTech 
Ученые из подразделения IBM Research впервые продемонстрировали 3-битные ячейки памяти, основанной на фазовых переходах, или сокращенно PCM.
В настоящее время доступны разнообразные виды компьютерной памяти, начиная от проверенной временем DRAM и жестких дисков до вездесущей flash. Однако в последние несколько лет производители электронного оборудования стали обращать все большее внимание на память PCM. У этой универсальной технологии на самом деле есть большой потенциал. Преимущество ее состоит в повышенной скорости операций чтения/записи, энергонезависимости и плотности записи битов на единицу площади носителя. Например, в отличие от DRAM, PCM не теряет данные, когда отключается электричество. А если сравнивать эту технологию с flash-памятью, то она выдерживает, по меньшей мере, 10 миллионов циклов записи, в то время как средний USB флеш-накопитель - только 3000 циклов записи.
Совершенный учеными технологический прорыв обеспечит быстрое и легкое хранение данных, причем PCM-память может найти свое применение везде - от мобильных устройств до крупных серверов, обеспечивающих функционирование так называемого "Интернета вещей".
Применение памяти PCM
По концепции исследователей память PCM-типа будет использоваться как сама по себе, так и в сочетании с flash-памятью. Преимущество PCM заключается в чрезвычайно быстром кэшировании. Если взять, к примеру, смартфоны или планшеты, операционная система этих устройств может храниться в PCM-памяти, что позволит им запускаться буквально в считанные секунды. Хранение баз данных крупных предприятий и учреждений можно тоже доверить PCM, благодаря чему будет обеспечена надежная и оперативная работа онлайн-приложений, с помощью которых совершаются такие критически важные операции как, например, финансовые транзакции.
Алгоритмы машинного обучения, которые также задействуют большие массивы данных, смогут тоже работать гораздо быстрее. Значительно сократится время задержек при считывании информации, которое осуществляется на многих этапах машинного обучения.
Как работает память PCM
Модули PCM-памяти изготавливаются из материалов, которые способны стабильно поддерживать два физических состояния - аморфное (когда нет строго определенной структуры элементов) и кристаллическое (когда строго определенная структура элементов есть). Это и есть фазы, и они обладают свойствами низкой (в аморфном состоянии) и высокой (в кристаллическом состоянии) электропроводимости.
Для того чтобы PCM-ячейка памяти сохранила "0" или "1", то есть биты информации, на материал подается электрический ток высокой или средней силы. Можно запрограммировать так, чтобы нули записывались в аморфной фазе материала, а единицы в кристаллической, или наоборот. Для считывания записанных битов используется ток малого напряжения. Кстати, по такому принципу сохраняется видео на перезаписываемые диски Blue-ray.
Ранее ученые из IBM и других компаний демонстрировали способность PCM-материалов сохранять 1 бит данных на одну ячейку. Но на этот раз исследователи, собравшиеся в Париже на Международном симпозиуме IEEE International Memory Workshop, стали свидетелями новых возможностей модулей фазовой памяти, состоящих из 64 тысяч ячеек. Теперь она способна сохранять по 3 бита на ячейку в условиях повышенных температур и после одного миллиона циклов записи-перезаписи.
"Память, основанная на фазовых переходах, является первой универсальной памятью, сочетающей в себе свойства и DRAM, и flash. Она способна удовлетворить высокие требования и запросы, которые предъявляются сегодня электронной промышленностью", - говорит доктор Харис Позидис, автор исследования и руководитель одного из отделов научно-исследовательского подразделения IBM Reserarch в Цюрихе. - "Мы смогли добиться сохранения 3 битов данных на одну ячейку, и это важная веха в нашей работе, потому что при такой плотности стоимость PCM-памяти будет значительно меньше, чем у DRAM, и почти такой же, как у flash".
Для того чтобы достичь такого высокого результата, ученые IBM разработали еще две сопутствующие инновационные технологии: набор метрических сигналов, позволяющих следить за сопротивлением ячейки, а также схемы для точного определения уровня записи ячеек.
Для PCM-памяти используется легированный халькогенидный полупроводниковый сплав. Пока с помощью 90нм КМОП-технологии создан лишь прототип чипа PCM.
Открыть счет для торговли акциями высокотехнологичных компаний