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DIGITAL
NON-VOLATILE MEMORY
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- ELETTRONICA OGGI 449 - OTTOBRE 2015
vamente intermedio fra le Dram e le Nand-Flash. Tale semplifi-
cazione permette quindi di utilizzare un algoritmo di scrittura/
modifica estremamente efficiente e veloce, con tempi di latenza
inferiori a tutte le altre memorie non-volatili.
Un salto tecnologico
Secondo Intel e Micron Technology, le nuove 3D-XPoint rappre-
sentano il primo vero salto qualitativo dopo l’introduzione del-
le Nand-Flash nel 1989 (Fig. 4). Dalla loro nascita, i processori
hanno visto aumentare la loro velocità di 3500 volte, la loro effi-
cienza di 90 mila volte, mentre il loro costo è diminuito di 60 mila
volte; nel contempo sono stati sviluppati vari tipi di memorie
non-volatili, ma la loro velocità è tuttora 10 mila volte inferiore a
quella richiesta dalle CPU.
Grazie invece all’elevatissima densità ottenibile con le nuove
XPoint, ai bassi tempi di accesso e al costo contenuto, è pos-
sibile addirittura immaginare di utilizzare le nuove XPoint di-
rettamente per lo storage di massa, al posto degli hard-disk,
che presentano tempi di accesso enormemente più elevati.
I dischi rigidi presentano infatti tempi di latenza dell’ordine
dei millisecondi, le SSD (che utilizzano chip Flash-Nand) dei
microsecondi, mentre le XPoint nell’ordine addirittura dei
nanosecondi.
Per quanto riguarda l’architettura di interfaccia fra XPoint e
CPU, si parla di utilizzo del bus PCIe, motivo per cui a parere
di molti sia Intel che Micron hanno appoggiato la proposta
dello standard NVMe (Non-Volatile Memory Express), che è
progettato per interfacciare le memorie di tipo non-volatile,
senza riferimento particolare né alle Nand né al tipo di tec-
nologia utilizzata.
La tecnologia di memorizzazione
Per quanto riguarda la tecnica di memorizzazione utilizzata,
poco o nulla viene fatto per ora trapelare, e gli analisti si sono
sbizzarriti nell’analisi dei dati sinora rivelati, nell’intento di ca-
pire se si tratti di memoria PCM, ReRam, STT-Ram, Memristor,
CBRam o altre. Secondo Intel e Micron, le 3D-XPoint sono di un
nuovo tipo, e rappresentano l’evoluzione delle tecnologie di
memorizzazione non-volatile degli ultimi anni.
Gli annunci delle due società indicano che la memorizza-
zione si basa su di un “cambio di proprietà” del materiale
che costituisce la cella, e non di un “cambio di fase” come
avviene nelle memorie PCM (Phase-Change Memory, ovve-
ro memorie a cambio di fase), ed è quindi completamente
differente dalla memorizzazione basata su elettroni, come
nelle Flash. Nelle XPoint si sfrutta quindi la variazione di
resistività di un materiale quando viene applicata tensione
alle linee di selezione.
Poiché però nella presentazione delle XPoint si parla di “vetro
a variazione di conducibilità” molti analisti suppongono che il
materiale utilizzato possa essere analogo ai calcogenuri utiliz-
zati nelle celle delle memorie a cambio di fase, oppure simile al
fenomeno sfruttato nelle CBRam (Conductive-Bridging Ram), di
cui Micron è licenziataria da parte della Arizona State Univer-
sity. Fra l’altro, proprio la tecnologia CBRam è quella impiegata
dalla startup Adesto Technologies. Di fatto, però, vi sono delle
differenze di caratteristiche e prestazioni rispetto alle PCM, se
non altro per il fatto di utilizzare un array di tipo cross-point
multilivello, che incrementa densità e velocità. Inoltre, stando
a quanto dichiarato, mentre nelle memorie a cambio di fase il
riscaldamento interessa solo una porzione ridotta del calcoge-
nuro, nelle XPoint la variazione di resistività interessa l’intero
materiale di cui è costituita la cella. Altri suppongono che le
XPoint utilizzino una tecnologia che viene chiamata PCMS, ov-
vero Phase Change Memory with Switch, basandosi sul pre-
supposto che le due società utilizzino un diodo Schottky per
la selezione di cella. Il dubbio rimane e le bocche rimangono
cucite. Sta di fatto, però, che le due società affermano di aver
dovuto sviluppare, testare e mettere a punto appositamente per
questo progetto tecnologie e materiali innovativi, prima d’ora
mai utilizzati nel settore delle memorie.
Fig. 4 – Secondo Intel e Micron, le nuove 3D-XPoint rappresentano il
primo vero salto qualitativo dopo l’introduzione delle Nand-Flash nel
1989
Fig. 3 – Le operazioni di selezione, lettura e scrittura delle celle avviene
variando la tensione applicata a ciascuna linea di selezione