צוות חוקרים יפני מאמין כי מצא פתרון לחלק ממגבלותיהם המרכזיות של זכרונות ההבזק מסוג NAND – על ידי הוספת חוצץ מבוסס זכרון ReRAM
זכרונות ה-NAND למיניהם מציעים לנו שיפור עצום לעומת הכוננים המכאניים במגוון רחב של יישומים, אך אל תחשבו ולו לרגע כי אין מקום לאבולוציה נוספת – זה המסר שמתקבל מקבוצת מדענים מאוניברסיטת צ'ו (Chuo University) בטוקיו, יפן.
צוות החוקרים המוכשר פיתח ארכיטקטורה היברידית חדשנית במסגרתה לזכרונות ה-NAND "מוצמד" חוצץ (buffer) המבוסס על טכנולוגיית ה-ReRAM (ר"ת Resistive Random Access Memory), ומאפשר שיפור ניכר במאפייניהם.
אחד מהחסרונות המרכזיים של זכרונות מסוג NAND הוא באופן הגישה למידע, המתבסס על גישה ל'בלוקים' (page) בנפח עשרות ומאות קילו בייטים ולא על גישה לכל בייט של מידע בנפרד, על כן כאשר ישנו צורך לשכתב מידע בגודל קטן יותר מתבצע בלית ברירה תהליך של כתיבת בלוק שלם במיקום אחר בזכרון (משום שלמעשה לא ניתן "לעבוד" עם מידע שקטן מגודל הבלוק המינימלי) – מה שפוגע בביצועי הכתיבה וגורם לבזבוז משאבים מיותר.
כאן נכנסים לתמונה זכרונות ה-ReRAM, שנחשבים לאחת מטכנולוגיות העתיד של עולם המידע יחד עם מתחרות דוגמת זכרונות ה-PCM וזכרונות ה-MRAM ומציעים זמני גישה, אורך חיים וצריכה הספק טובים באופן ניכר מזכרונות ה-NAND שנמצאים בשימוש כיום.
המדענים מצאו כי שילוב של זכרון ReRAM בנפח קטן (אשר ישמש כחוצץ וכמעין זכרון מטמון) יחד עם זכרונות NAND במבנה MLC, תוך שימוש באלגוריתמים ייעודיים לצמצום פרגמנטציה ולאחסון מידע שנמצא בשימוש מירבי בזכרון ה-ReRAM עצמו, מאפשר שיפור של פי 11 במהירויות הכתיבה (לעומת זכרונות NAND סטנדרטיים), צמצום צריכת ההספק לפעולת כתיבה ב-79 אחוז וגם שיפור של פי 6.9 באורך חיי זכרונות ה-NAND הצפוי.
צוות החוקרים יצר אב טיפוס של כונן SSD בנפח 256GB יחד עם זכרון ReRAM בנפח 1GB בשביל להגיע לתוצאות המרשימות שהוזכרו בפסקה הקודמת, כאשר נראה כי שימוש בטכנולוגיית ה-TSV (ר"ת Through Silicon Via) לחיבור הרכיבים השונים באופן תלת מימדי עתיד להציע צמצום של 68 אחוזים נוספים בצריכת ההספק לפעולות כתיבה, בדרך לצריכת הספק נמוכה ב-93 אחוז (!) בסך הכל לעומת זכרונות NAND ללא תוספת ReRAM.
| קמצוץ מזכרונות הדור הבא מספיק בכדי לגרום לשיפור גדול בזכרונות הדור הנוכחי | |
השיפורים הנהדרים שמציעה הטכנולוגיה החדשה עשויים לתרום לא רק ליצירתם של מוצרי NAND טובים יותר ולפריצתם של זכרונות ה-ReRAM אל המיינסטרים, אלא גם להוזלתם של מוצרים המבוססים על זכרונות NAND דרך המשך הקטנת תהליכי הייצור ואחסון של יותר ביטים בכל תא זכרון (TLC, תחילה) – כל זאת תודות לשיפור באורך חייהם הכללי שמתאפשר תודות לצמצום מספר מחזורי הכתיבה/קריאה שמתבצעים בהם.
סביר להניח כי יעבור עוד הרבה זמן עד אשר נראה פתרונות אחסון שכאלו מתהווים ליישום מסחרי, אך מדובר בהמחשה נהדרת (נוספת) לפוטנציאל האדיר שקיים בשילוב חכם בין טכנולוגיות אחסון מידע שונות.
| NAND ו-ReRAM – זוג מהשמיים? |
אם כונני אחסון היברידיים המשלבים כונן מגנטי בנפח גדול ושבבי NAND בנפח צנוע יותר כזכרון מטמון נחשבים ללהיט החדש בשוק אחסון המידע – הרי שהזכרונות ההיברידיים שפיתחו אנשי אוניברסיטת צ'ו נשמעים לנו כמו מתמודדים מרכזיים לתואר 'הדבר הגדול הבא'. מה דעתכם?
