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DIGITAL

NON-VOLATILE MEMORY

- 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