IBM研發(fā)出最新多位相變存儲器 提高了數據存儲的可靠性

　　IBM的科學(xué)家演示了最新的多位相變存儲器，其每個(gè)存儲格都能長(cháng)時(shí)間可靠地存儲多個(gè)字節的數據。最新技術(shù)讓人們朝成本更低、速度更快、更耐用的存儲技術(shù)前進(jìn)了一大步，可廣泛應用于包括手機在內的消費電子設備、云存儲以及對性能要求更高的企業(yè)數據存儲中。

　　相變存儲器（PCM，Phase Change Memory）兼具速度快、耐用、非揮發(fā)性和高密度性等多種優(yōu)勢于一身，其讀寫(xiě)數據和恢復數據的速度是現在應用最廣泛的非揮發(fā)性存儲技術(shù)閃存 的100倍；斷電時(shí)，其仍擁有高超的存儲能力，也不會(huì )造成數據丟失；而且，PCM能耐受1億次寫(xiě)循環(huán)，而目前企業(yè)級閃存能耐受3萬(wàn)次寫(xiě)循環(huán)，消費級閃存僅 為3000次。

　　PCM利用材料（由各種不同元素組成的合金）從低電阻值的結晶態(tài)轉變到高電阻值的非結晶態(tài)中電阻值的變化來(lái)存儲數據字節。在一個(gè)PCM單元中，相變 材料被放在上下兩個(gè)電極之間?？茖W(xué)家可以通過(guò)施加不同電壓或不同強度的電流脈沖來(lái)控制相變。這些電壓或脈沖會(huì )加熱材料，當達到不同的溫度閾值時(shí)，材料會(huì )從 結晶態(tài)變?yōu)榉墙Y晶態(tài)或者相反。

　　電極之間有一些材料會(huì )根據電壓大小的不同發(fā)生相變，從而直接影響存儲器單元的電阻?？茖W(xué)家們利用了這一點(diǎn)，成功地在一個(gè)存儲單元中存儲了多個(gè)字節。在最新研究中，科學(xué)家使用四個(gè)不同的阻值區來(lái)存儲字節組合“00”、“01”、“10”和“11”。

　　為了達到一定的可靠程度，科學(xué)家們利用迭代“寫(xiě)入”方法克服了存儲器單元和相變材料本身的多變性所導致的阻值偏移。使用迭代方法，最差情況下的寫(xiě)入延遲也只有10微秒，其性能是目前市場(chǎng)上最先進(jìn)閃存的100倍。

　　另外，為了可靠地讀取數據，科學(xué)家還使用先進(jìn)的調制編碼技術(shù)解決了阻值漂移（由于非結晶態(tài)下原子的結構非常松散，相變后，電阻值會(huì )隨時(shí)間的流逝而增 加，導致讀取數據出現錯誤）的問(wèn)題。該編碼技術(shù)的基本原理是：一般情況下，被編碼的電阻值不同的存儲器單元之間的相對順序并不會(huì )因為漂移而發(fā)生改變。

　　最新的PCM測試芯片擁有20萬(wàn)個(gè)存儲器單元，該數據保存實(shí)驗進(jìn)行了5個(gè)月，這意味著(zhù)多位PCM能達到適合實(shí)際使用的可靠性。IBM研究院蘇黎世研 究中心的內存和探測器技術(shù)主管Haris Pozidis表示：“迄今為止，科學(xué)家們只在單字節PCM上證實(shí)了可靠的數據存儲，這是首次在多位PCM上證實(shí)可靠而長(cháng) 久的數據存儲，其首次達到了企業(yè)應用所要求的可靠性，我們很快能研制出由多位PCM制造的實(shí)用的存儲設備。PCM將使企業(yè)信息技術(shù)和存儲系統在未來(lái)5年發(fā) 生巨大變化?！?