называли по-разному: PCM (Phase Change Memory), CRAM (Chalcogenide Random Access Memory), OUM (Ovonic Unified Memory), но лучше других прижилась аббревиатура PRAM (формально - Phase-change Random Access Memory или "память с произвольным доступом на основе фазового перехода", неформально - Perfect RAM или "совершенная память с произвольным доступом").
Халькогениды - это соединения элементов шестой группы таблицы Менделеева (кислород, сера, селен, теллур, полоний) с более электроположительными элементами, например, с металлами. То есть, формально говоря, любой оксид (например, песок, двуокись кремния) – тоже халькогенид, но на практике это название чаще применяют лишь к соединениям с серой, селеном и теллуром (сульфиды, селениды, теллуриды).
Лучшая память на свете
Овшинский обнаружил, что такие материалы, как, например, сурьмид германия GeSb, способны резко менять физические свойства в зависимости от фазового состояния – аморфного или кристаллического. Если вещество нагреть выше температуры плавления и быстро остудить, оно переходит в аморфное состояние (стеклоподобное). Если его охлаждать медленно (специально немного подогревая ниже точки плавления), оно успевает закристаллизоваться. Да-да, именно этот эффект уже давно используется в перезаписываемых дисках CD-RW или DVD-RW, где отдельные участки-питы из довольно сложных по составу халькогенидных соединений (серебро-индий-сурьма-теллур либо германий-сурьма-теллур, GST) меняют в зависимости от режима нагрева-охлаждения свою прозрачность или коэффициент преломления. В PRAM, где применяются соединения типа GST (Ge2 Sb2Te5), используется другая величина – удельное электрическое сопротивление. Копейки там ловить не приходится: в аморфном состоянии сопротивление GST примерно на два-три порядка выше, чем в кристаллическом.
Микросхема PRAM фирмы BAE System может изгибаться без потери работоспособности.
Одно из важнейших преимуществ PRAM - в том, что будучи энергонезависимой, такая память обладает плотностью упаковки и, главное, быстродействием, близким к обычной динамической DRAM. Samsung озвучивала цифры тридцатикратного превышения производительности PRAM в сравнении с обычной flash- памятью. IBM с партнерами ещё в 2006 году говорила даже о пятисоткратном превышении (при вдвое меньшем потреблении электроэнергии), но отнесла возможность производства такой памяти на 2015 год. Для реальных девайсов напрямую сопоставить цифры трудно, поскольку многое зависит от структуры и режима конкретного устройства, но для ориентировки можно указать, что у выпускающихся фирмой BAE System (см. далее) чипов халькогенидной статической памяти (SRAM) чтение и запись занимают одинаковое время порядка 15-17 нс (25 нс гарантировано во всём диапазоне питания), что в среднем всего вдвое хуже, чем у распространенных типов SDRAM.
Это качество PRAM может перевернуть всю концепцию устройства современных компьютеров, подчиняющихся восходящему ещё к фон Нейману принципу иерархического построения памяти – от самой быстрой оперативной до медленных жёстких дисков, способных зато хранить информацию практически вечно. Если ОЗУ становится энергонезависимым при достаточной вместительности, то отпадает нужда не только в медленных накопителях: выдерните из розетки системный блок с такой памятью, и при последующем включении он восстановит всё в точности, как было. Можно сразу продолжить работу с того же места – отменяется само понятие загрузки системы.
Добавим, что, поскольку в PRAM, как и у flash-памяти, принцип хранения информации аналоговый (у flash – величина заряда, у PRAM - уровень проводимости ячейки), то в халькогенидных ячейках может быть реализовано хранение более, чем одного бита, аналогично тому, как это делается во многоуровневых ячейках (MLC) flash-чипов. Создание таких микросхем анонсировали Intel и STMicroelectronics в 2008 году.
И где всё это?
Трудности запуска этого типа памяти в производство тоже немалые, и, как видите, её внедрение растянулось без малого на полвека. Основные причины торможения – в трудности создания миниатюрных горячих зон в халькогенидной пленке с огромными плотностями тока, склонностью к взаимовлиянию и самопроизвольному фазовому переходу. PRAM, как и flash-память, деградирует в процессе перезаписи, правда, число допустимых циклов записи в существующих чипах на два-три порядка больше (108 против 105).
В 1999 году Овшинским была основана компания Ovonyx, которой из его основной компании, Energy Conversion Devices, были переданы основные патенты на технологии халькогенидной памяти. С 2000 года технологию PRAM лицензировали один за другим практически все крупные производители полупроводниковых компонентов и успешно, как они утверждают, работают на доводкой технологического процесса. И тем не менее, пока что судьба PRAM в ширпотребовской области в некотором роде напоминает судьбу OLED-дисплеев – заявлений от ведущих компаний отрасли масса, а конкретных устройств на своих столах мы так и не видим.
Но по крайней мере в одной области микросхемы PRAM уже применяются очень широко. Одно из главных достоинств халькогенидной памяти - исключительная стойкость к радиации. Например, гарантируется работоспособность микросхемы при накопленной дозе в 200 тыс. рад. Столько можно получить на расстоянии примерно в 400 метров от эпицентра взрыва нейтронной бомбы. Это в сто-тысячу раз больше дозы, полученной первыми ликвидаторами Чернобыльской аварии, погибшими впоследствии от лучевой болезни. Есть и особо стойкие разновидности PRAM, выдерживающие накопленную дозу в миллион рад.
Благодаря усилиям крупнейшей военно-космической корпорации BAE System, PRAM довольно давно применяют в космических и военных аппаратах. С 2009 года ряд серий PRAM такого назначения стал доступен и в России через ЗАО "БА Электроникс". Серии эти не самые передовые по ёмкости и быстродействию (с технологической нормой 0,25 мкм), но по характеристикам вполне приличные. Чтобы их приобрести, вам потребуется пообещать Государственному Департаменту США, что оружие массового поражения вы производить не собираетесь, но, по словам "БА Электроникс", ни одна российская заявка ещё не была отклонена. О стоимости, правда, остаётся только гадать.
- В статье использованы фотографии с сайта bae- radhard.ru.
Загадки стартапа Agnilux
Автор: Игорь Терехов
Компания Google приобрела стартап Agnilux, который журналисты уже успели окрестить "секретным", поскольку неизвестно, чем же он занимается. Интерес к этой загадочной организации подогревает тот факт, что в ней работают бывшие сотрудники P. A. Semi - компании, купленной Apple в 2008 году. Считается, что P. A. Semi стоит за разработкой А4 - процессора, используемого в iPad.
Зачем Google понадобилась компания, подобная P. A. Semi? На этот вопрос есть сразу несколько вариантов ответа. Самый очевидный: чтобы насолить Apple. Как удалось выяснить репортерам из The New York Times, компания Agnilux была основана Амарджитом Гиллом (Amarjit Gill), бывшим руководителем отдела продаж P. A. Semi. Главным операционным директором Agnilux теперь является бывший системный архитектор P. A. Semi Марк Хейтер (Mark Hayter). К нему также присоединились инженеры Тодд Броч (Todd Broch) и Олоф Йоханссон (Olof Johansson). Наконец, в Agnilux перебрался бывший директор P. A. Semi Дэн Добберпуль (Dan Dobberpuhl), уволившийся из Apple месяц назад.
Дэн Добберпуль
Такое большое скопление людей, ранее работавших в Apple над её флагманским продуктом,
