Un futuro sempre più embedded per le memorie.

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In realtà, si tratta di una tecnologia che promette di offrire elevate capacità di memorizzazione non volatili e a basso costo. Vi sono diverse tecniche sviluppate per legare le informazioni ai flussi magnetici degli atomi, ma la più accreditata è quella che utilizza il cosiddetto effetto tunnel magnetico, ovvero la capacità degli elettroni di penetrare uno strato di silicio per effetto tunnel molto più facilmente se sono in presenza di un campo magnetico allineato nel modo giusto. Le celle realizzate con questa tecnologia offrono tempi d’accesso di 3 ns, più che adeguati per le applicazioni ad alta velocità di nuova generazione, tanto che sono in molti gli analisti che vedono le MRAM come la tecnologia ideale per l’integrazione in forma embedded all’interno dei sistemi single-chip destinati a PC e PDA del prossimo futuro. Colin Weaving è convinto che “la spinta all’adozione di queste nuove tecnologie di memorizzazione embedded sarà offerta dalla crescente diffusione delle architetture per bus a banda larga RapidIO ed Infiniband, ideali per i processori ad alta velocità RISC. Per questo tipo di applicazioni, infatti, la richiesta di memorie con prestazioni più spinte è molto forte”.

Nuove architetture

È probabile che ad assecondare la crescita sul mercato delle nuove memorie FRAM e MRAM saranno le architetture per processore di tipo Reduced Instruction Set Computing, RISC. Le loro prestazioni, infatti, dipendono molto da quelle delle memorie che li affiancano e che devono assolvere il delicato compito di buffer “intelligenti” per dati e istruzioni in transito da e verso il processore di elaborazione. Quanto più efficienti e capaci sono le memorie e tanto più la CPU sarà utilizzata al massimo delle sue possibilità. Proprio in quest’ambito, infatti, sono state sviluppate le tecniche sincrone che consentono di leggere e scrivere i dati da e sulle memorie con una sola operazione in un singolo clock. E nella stessa direzione vanno le ricerche finalizzate al miglioramento delle prestazioni di FRAM e MRAM, che promettono un ancor più ottimizzato sfruttamento delle CPU. Uno dei più recenti processori embedded Motorola della famiglia Coldfire, il mod. MCF5272, per esempio, è capace di leggere e scrivere dati o istruzioni in blocchi formati da quattro parole di 32 bit. Grazie alla capacità di utilizzo della memoria in modo sincrono, le prestazioni del dispositivo sono superiori del 40% rispetto ad altri componenti con le stesse caratteristiche e si concretizzano in una banda operativa per le comunicazioni fra processore e memorie di 1.3 Gbyte al secondo, ovvero di 166 MHz per ciascuna delle quattro parole di 32 bit. Per aumentare ulteriormente la velocità operativa dei sistemi, un’interessante alternativa è rappresentata dalle memorie “Quad”: tale tipo di memorie impiega entrambi di fronti di clock per trasferire i dati (come nelle memorie DDR), ma dispone di bus di lettura e scrittura separati per consentire l’esecuzione di due transazioni simultaneamente.

In realtà, anche se le prestazioni aumentano in modo significativo, tuttavia crescono le difficoltà d’interfacciamento all’interno dei sistemi, costringendo a una maggiore attenzione nelle diverse fasi di messa a punto, soprattutto per quanto riguarda la temporizzazione e la sincronizzazione dei segnali di comando. In questo caso, infatti, si moltiplicano le probabilità di superare i livelli di rischio relativamente al rumore, alle interferenze e alle emissioni EMI. Ed è stata proprio l’impossibilità nel realizzare queste memorie in modo economico e conveniente che ha spinto le aziende a favorire l’introduzione dell’architettura per bus denominata RapidIO. In pratica, si tratta di un protocollo punto-punto a commutazione di pacchetto, studiato per ottimizzare i trasferimenti dei simboli sui bus all’interno dei sistemi e strutturato su tre livelli. Il livello fisico (physical layer) è costituito dalle interfacce LVDS dotate di due bus separati, uno per l’ingresso e uno per l’uscita dei simboli; il livello seguente (transport layer) provvede all’indirizzamento e all’instradamento dei pacchetti, mentre il livello logico (logical layer) alla gestione del formato dei pacchetti e dei differenti protocolli. Attualmente vi è una forte tendenza verso un maggior utilizzo dell’architettura RapidIO, che consente ottime prestazioni, soprattutto nei sistemi di nuova generazione. Saranno specialmente le applicazioni consumer, prime fra tutte le videocamere digitali, a far lievitare la domanda di processori più potenti, basati sull’architettura RapidIO e dotati di memorie sempre più efficienti, come le nuove FRAM e MRAM. –

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