Сотрудники IBM Research впервые смогли записать три бита в одну ячейку памяти на основе фазового перехода (Phase-Change Memory, PCM). Ученые считают, что PCM открывает перспективы создания быстрых и надёжных средств хранения информации, способных справится с экспоненциальным ростом объёмов данных от мобильных устройств и Интернета вещей (IoT).

PCM может пребывать в двух состояниях — аморфном, без четко определенных структур и с низкой проводимостью, и в кристаллическом — с высокой проводимостью и структурой. Чтобы записать в ячейку значение, на неё воздействуют высоким напряжением, чтобы считать значение — низким.

К достоинствам PCM можно отнести сочетание высокой производительности, почти такой же, как у DRAM, с энергонезависимостью флэш-памяти. Более того, от флэш-памяти PCM отличается более длительным сроком службы — до 10 млн. циклов перезаписи против 3000 у флэш-памяти.

Опытный чип трёхбитовой PCM компании IBM выпущен с использованием 90-нм техпроцесса КМОП и имеет ёмкость 32 Мбит. Компания рассчитывает использовать PCM в чистом виде и в сочетании c флэш-хранилищем, для которого она может выполнять функции чрезвычайно быстродействующего кэша. Применение PCM позволит запускать ОС мобильного телефона за пару секунд, многократно сократит время обработки запросов онлайновых приложений, таких как финансовые транзакции, ускорит процесс обучения машинных алгоритмов на больших массивах данных.

До сих пор главными препятствиями на пути коммерциализации PCM являлись ее высокая стоимость и очень низкая плотность — не более одного бита на ячейку. Это ограничение делало невозможным применение PCM в ноутбуках и смартфонах. Создание трёхбитовой ячейки PCM в значительной мере решает эту проблему.

Intel и Micron, как известно, решили проблему низкой плотности PCM иным путём — они представили многослойную 3D-структуру памяти 3D XPoint. Трёхбитовая ячейка решает эту проблему проще и с меньшими затратами. Очевидно, однослойная структура проще и надёжнее, чем многослойная. К тому же уровень брака при создании многослойных структур намного выше, чем при создании однослойных.

IBM не делает никаких прогнозов о выходе PCM на рынок. Это происходит отчасти потому, что компания не занимается производством памяти и ей придется искать партнера на стороне. На это у неё может уйти два-три года.

Версия для печати (без изображений)