IBM研發(fā)出最新多位相變存儲(chǔ)器 提高了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性

　　IBM的科學(xué)家演示了最新的多位相變存儲(chǔ)器，其每個(gè)存儲(chǔ)格都能長(zhǎng)時(shí)間可靠地存儲(chǔ)多個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。最新技術(shù)讓人們朝成本更低、速度更快、更耐用的存儲(chǔ)技術(shù)前進(jìn)了一大步，可廣泛應(yīng)用于包括手機(jī)在內(nèi)的消費(fèi)電子設(shè)備、云存儲(chǔ)以及對(duì)性能要求更高的企業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。

　　相變存儲(chǔ)器（PCM，Phase Change Memory）兼具速度快、耐用、非揮發(fā)性和高密度性等多種優(yōu)勢(shì)于一身，其讀寫(xiě)數(shù)據(jù)和恢復(fù)數(shù)據(jù)的速度是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的非揮發(fā)性存儲(chǔ)技術(shù)閃存 的100倍；斷電時(shí)，其仍擁有高超的存儲(chǔ)能力，也不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失；而且，PCM能耐受1億次寫(xiě)循環(huán)，而目前企業(yè)級(jí)閃存能耐受3萬(wàn)次寫(xiě)循環(huán)，消費(fèi)級(jí)閃存僅 為3000次。

　　PCM利用材料（由各種不同元素組成的合金）從低電阻值的結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變到高電阻值的非結(jié)晶態(tài)中電阻值的變化來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)字節(jié)。在一個(gè)PCM單元中，相變 材料被放在上下兩個(gè)電極之間?？茖W(xué)家可以通過(guò)施加不同電壓或不同強(qiáng)度的電流脈沖來(lái)控制相變。這些電壓或脈沖會(huì)加熱材料，當(dāng)達(dá)到不同的溫度閾值時(shí)，材料會(huì)從 結(jié)晶態(tài)變?yōu)榉墙Y(jié)晶態(tài)或者相反。

　　電極之間有一些材料會(huì)根據(jù)電壓大小的不同發(fā)生相變，從而直接影響存儲(chǔ)器單元的電阻?？茖W(xué)家們利用了這一點(diǎn)，成功地在一個(gè)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)了多個(gè)字節(jié)。在最新研究中，科學(xué)家使用四個(gè)不同的阻值區(qū)來(lái)存儲(chǔ)字節(jié)組合“00”、“01”、“10”和“11”。

　　為了達(dá)到一定的可靠程度，科學(xué)家們利用迭代“寫(xiě)入”方法克服了存儲(chǔ)器單元和相變材料本身的多變性所導(dǎo)致的阻值偏移。使用迭代方法，最差情況下的寫(xiě)入延遲也只有10微秒，其性能是目前市場(chǎng)上最先進(jìn)閃存的100倍。

　　另外，為了可靠地讀取數(shù)據(jù)，科學(xué)家還使用先進(jìn)的調(diào)制編碼技術(shù)解決了阻值漂移（由于非結(jié)晶態(tài)下原子的結(jié)構(gòu)非常松散，相變后，電阻值會(huì)隨時(shí)間的流逝而增 加，導(dǎo)致讀取數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤）的問(wèn)題。該編碼技術(shù)的基本原理是：一般情況下，被編碼的電阻值不同的存儲(chǔ)器單元之間的相對(duì)順序并不會(huì)因?yàn)槠贫l(fā)生改變。

　　最新的PCM測(cè)試芯片擁有20萬(wàn)個(gè)存儲(chǔ)器單元，該數(shù)據(jù)保存實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了5個(gè)月，這意味著多位PCM能達(dá)到適合實(shí)際使用的可靠性。IBM研究院蘇黎世研 究中心的內(nèi)存和探測(cè)器技術(shù)主管Haris Pozidis表示：“迄今為止，科學(xué)家們只在單字節(jié)PCM上證實(shí)了可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，這是首次在多位PCM上證實(shí)可靠而長(zhǎng) 久的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其首次達(dá)到了企業(yè)應(yīng)用所要求的可靠性，我們很快能研制出由多位PCM制造的實(shí)用的存儲(chǔ)設(shè)備。PCM將使企業(yè)信息技術(shù)和存儲(chǔ)系統(tǒng)在未來(lái)5年發(fā) 生巨大變化。”