Posted 22 апреля 2010,, 08:51
Published 22 апреля 2010,, 08:51
Modified 2 марта 2023,, 16:40
Updated 2 марта 2023,, 16:40
В далеком 1923 году в семье польско-литовских эмигрантов Овшинских (Ovshinsky), обосновавшихся в городке Акрон, штат Огайо (США), родился мальчик, которого назвали Станиславом, но зарегистрировали под англизированной формой того же имени – Стэнфорд. Через полвека с лишним
В действительности Овшинский не отличился таким разнообразием интересов, как изобретатель фонографа, но в число его главных изобретений входят тонкопленочные солнечные элементы, никельметаллгидридные (NiMH) аккумуляторы и батареи на твердом водородном топливе для транспорта. Но самое главное изобретение Овшинского, сделанное им еще в начале
Речь идёт об устройствах памяти на основе фазового перехода в халькогенидных соединениях. Их называли по-разному: PCM (Phase Change Memory), CRAM (Chalcogenide Random Access Memory), OUM (Ovonic Unified Memory), но лучше других прижилась аббревиатура PRAM (формально —
Халькогениды — это соединения элементов шестой группы таблицы Менделеева (кислород, сера, селен, теллур, полоний) с более электроположительными элементами, например, с металлами. То есть, формально говоря, любой оксид (например, песок, двуокись кремния) – тоже халькогенид, но на практике это название чаще применяют лишь к соединениям с серой, селеном и теллуром (сульфиды, селениды, теллуриды).
Лучшая память на свете
Овшинский обнаружил, что такие материалы, как, например, сурьмид германия GeSb, способны резко менять физические свойства в зависимости от фазового состояния – аморфного или кристаллического. Если вещество нагреть выше температуры плавления и быстро остудить, оно переходит в аморфное состояние (стеклоподобное). Если его охлаждать медленно (специально немного подогревая ниже точки плавления), оно успевает закристаллизоваться. Да-да, именно этот эффект уже давно используется в перезаписываемых дисках CD-RW или DVD-RW, где отдельные участки-питы из довольно сложных по составу халькогенидных соединений (серебро-индий-сурьма-теллур либо германий-сурьма-теллур, GST) меняют в зависимости от режима нагрева-охлаждения свою прозрачность или коэффициент преломления. В PRAM, где применяются соединения типа GST (Ge2 Sb2Te5), используется другая величина – удельное электрическое сопротивление. Копейки там ловить не приходится: в аморфном состоянии сопротивление GST примерно на
Микросхема PRAM фирмы BAE System может изгибаться без потери работоспособности.
Одно из важнейших преимуществ PRAM — в том, что будучи энергонезависимой, такая память обладает плотностью упаковки и, главное, быстродействием, близким к обычной динамической DRAM. Samsung озвучивала цифры тридцатикратного превышения производительности PRAM в сравнении с обычной
Это качество PRAM может перевернуть всю концепцию устройства современных компьютеров, подчиняющихся восходящему еще к фон Нейману принципу иерархического построения памяти – от самой быстрой оперативной до медленных жестких дисков, способных зато хранить информацию практически вечно. Если ОЗУ становится энергонезависимым при достаточной вместительности, то отпадает нужда не только в медленных накопителях: выдерните из розетки системный блок с такой памятью, и при последующем включении он восстановит все в точности, как было. Можно сразу продолжить работу с того же места – отменяется само понятие загрузки системы.
Добавим, что, поскольку в PRAM, как и у flash-памяти, принцип хранения информации аналоговый (у flash – величина заряда, у PRAM — уровень проводимости ячейки), то в халькогенидных ячейках может быть реализовано хранение более, чем одного бита, аналогично тому, как это делается во многоуровневых ячейках (MLC)
И где все это?
Трудности запуска этого типа памяти в производство тоже немалые, и, как видите, ее внедрение растянулось на без малого полвека. Основные причины торможения – в трудности создания миниатюрных горячих зон в халькогенидной пленке с огромными плотностями тока, склонностью к взаимовлиянию и самопроизвольному фазовому переходу. PRAM, как и flash-память, деградирует в процессе перезаписи, правда, число допустимых циклов записи в существующих чипах на
В 1999 году Овшинским была основана компания Ovonyx, которой из его основной компании, Energy Conversion Devices, были переданы основные патенты на технологии халькогенидной памяти. С 2000 года технологию PRAM лицензировали один за другим практически все крупные производители полупроводниковых компонентов и успешно, как они утверждают, работают на доводкой технологического процесса. И тем не менее, пока что судьба PRAM в ширпотребовской области в некотором роде напоминает судьбу
Но по крайней мере в одной области микросхемы PRAM уже применяются очень широко. Одно из главных достоинств халькогенидной памяти — исключительная стойкость к радиации. Например, гарантируется работоспособность микросхемы при накопленной дозе в 200 тыс. рад. Столько можно получить на расстоянии примерно в 400 метров от эпицентра взрыва нейтронной бомбы. Это в
Благодаря усилиям крупнейшей
Фото с сайта: Компьютерра-Онлайн