Memoria non volatile

L’innovazione della memoria non volatile a bassa latenza è stata permessa da materiali e dispositivi all’avanguardia

Sono due le tecnologie che attualmente vengono utilizzate per l’accesso della CPU alla memoria: SRAM e DRAM. Entrambe sono volatili, quindi i dati salvati andranno persi in caso di guasti all’alimentazione o mancanza di corrente. È in fase di studio una nuova classe di memoria (Persistent or Storage Class Memory, SCM) che non è volatile, così i dati non vengono persi se manca la corrente.

Storage Class Memory

La latenza della cella di memoria misura il tempo che impiegano i dati richiesti dalla CPU per essere restituiti alla CPU; la latenza varia in base all’applicazione e ai casi di utilizzo, nonché all’architettura del processore e della memoria. Generalmente, una DRAM ha una latenza compresa in un intervallo dai 15 ai 100 nanosecondi, mentre una NAND ha una latenza compresa tra gli 80 e i 120 microsecondi. Colmare il divario tra queste latenze è l’obiettivo della memoria SCM (Storage Class Memory).

Alcuni modelli di SCM o memorie non volatili a bassa latenza possono competere con le DRAM: un esempio è la MRAM (Magnetoresistive Random-Access Memory). Altri modelli hanno una latenza tra quella delle DRAM e quella delle SSD, come la PMC (Phase Change Memory) o la ReRAM (Resistive Random-Access Memory). In letteratura vengono descritte altre tecnologie e matrici di celle di memoria innovative che sono attualmente oggetto di studio in diverse università e laboratori di tutto il mondo.

La ricerca di Western Digital sulla memoria non volatile

Il gruppo NVM del team di ricerca di Western Digital ha il compito di valutare tutte le matrice di celle di memoria NVM che vengono proposte.  

La cella di una memoria non deve soltanto contenere dati, ma deve anche conservarli per un periodo di tempo accettabile dal punto di vista commerciale. La velocità della cella deve rientrare nella latenza stabilita per le memorie SCM, mentre la durata deve essere conforme agli specifici requisiti. La cella deve essere realizzabile utilizzando le attuali apparecchiature di fabbricazione in silicio e la tecnologia deve essere scalabile in nodi sempre più piccoli, per essere competitiva nel mercato dello storage di dati.  

Al fine di realizzare questa missione, il team NVM è chiamato ad analizzare materiali nuovi ed esistenti, produrre celle di memoria, quindi testarle e confrontarle con le specifiche di riferimento di una cella NVM SCM.  

Le promettenti tecnologie delle celle di memoria devono essere ottimizzate: nessuna cella soddisfa tutte le specifiche alla prima prova e risultano necessari dei miglioramenti (in termini di materiali, processi di fabbricazione ecc.). Inoltre, è necessario esaminare i cambiamenti delle proprietà della cella in base alle dimensioni, per stabilire se la tecnologia è scalabile.  

Una volta individuata una cella di memoria adatta, il team di ricerca NVM lavora con altri esperti di Western Digital per analizzare ciò che occorre per produrre la tecnologia e utilizzarla per realizzare un prodotto. Questo richiede sforzi a vari livelli, dall’integrazione in un sistema operativo alla costruzione di un laboratorio per produrre la nuova tecnologia.

Il laboratorio di ricerca nanoscopica di Western Digital

Per realizzare questi obiettivi, il nostro team di ricerca ha dato vita al laboratorio di ricerca nanoscopica, unico nel settore dello storage e delle memorie.

Il laboratorio dispone di una serie di apparecchiature per la deposizione di film sottili, il patterning, la caratterizzazione e la modellazione, utilizzate per produrre, studiare e sviluppare nuovi materiali per i dispositivi nanoscopici.

Tali materiali vengono poi composti e sovrapposti con altri materiali per produrre i dispositivi nanoscopici e testare i circuiti, il tutto nello stesso laboratorio. Il ciclo di sviluppo di materiali, progettazione di dispositivi, fabbricazione e collaudo si conclude dopo l’esecuzione di test con strumentazioni di caratterizzazione elettrica.

Ulteriori informazioni
Contattaci

Intraprendi insieme a noi questo viaggio nell’innovazione tecnologica

Scopri le posizioni aperte in ambito tecnico