Правда о PCM компании Numonyx: революция, которой не случилось

:

Анекдот вместо предисловия:
— Вы слышали, Иванов выиграл в лотерею «Волгу».
— Вообще-то не Иванов, а Рабинович, не «Волгу», а сто рублей, не в лотерею, а в преферанс, и не выиграл, а проиграл.

На днях на Хабре появилась ссылка на сногсшибательную новость: в технологии производства памяти произошла революция, и скоро у нас будет единая память супер-пупер память на основе халькогенидных материалов, использующая фазовые переходы, вызванные нагревом при пропускании через ячейку электрического тока. Работает быстро как DRAM, да еще и энергонезависимая, как Flash.

К сожалению, практически все, написанное в статье — неправильно…
Чтобы у хабрасообщества не создалось неправильного представления о том, что происходит в мире памяти, хотелось бы рассказать правдивую историю PCM.

На вполне резонный вопрос с галерки: «А ты собсно кто такой, чтобы нам твою якобы правду слушать?» могу ответить, что я работаю отделе разработки компании-производителя памяти (в том числе и PCM) и по долгу службы «держу руку на пульсе».

Комментировать по пунктам бред и фактологические ошибки по ссылке не буду, их слишком много. В одном предложении: РСМ это мертворожденная технология, никакой революции не будет (и не было).

Идея РСМ стара (патент получен в 1966 году), с научной точки зрения там все понятно и просто. Некоторые материалы (халькогенидные стекла, например), имеют два квазистабильных состояния: кристаллическое и аморфное. В кристаллическом они проводят ток, а в аморфном — не очень. Следовательно, измеряя сопротивление такой ячейки, можно считывать информацию.
Как ее записывать/стирать? Все довольно просто: если халькогенид нагреть до высокой температуры (но ниже точки плавления) — он перейдет в аморфное состояние. Если нагреть еще сильнее — он расплавится, но при последующем охлаждении рекристаллизуется в проводящую фазу.

Еще лет 7 назад был некоторый бум исследований (уже не в академии, а в индустрии), связанный с тем, что появилась реальная возможность пустить технологию в массовое производство. Несколько компаний ее лицензировали, многие проводили исследования. Тогда действительно многим казалось, что за PCM — будущее.
Примерно 3 года назад стало понятно, что ничего хорошего не выйдет: слишком дорого в производстве, материалы очень неудобные, проблемы с неравномерностью рекристаллизации. Если делать ячейки достаточно маленькими (а большие никому не нужны), то сопротивления неудачно рекристаллизовавшейся ячейки и ее соседки в аморфном состоянии будут почти одинаковы. Главная же проблема: термоизоляция ячеек — от тепла в малом объеме скрыться сложно, и при переключении одних ячеек соседние постепенно теряют кристалличность.

В это же время произошел прорыв на рынке flash памяти: появились многоуровневые ячейки. При записи/считывания из них можно различить более двух уровней сигнала, и, следовательно, в одной физической ячейке можно хранить два, три, а в перспективе и четыре бита. Кроме того, были решены многие проблемы миниатюризации: сейчас в массовое производство входит flash память, сделанная по техпроцессу около 20 нм.

Тем не менее, пара компаний (первым был Numonyx) выпустила чипы: просто для того, чтобы минимизировать потери и не потерять лицо. C 2008 года можно легко купить PCM чипы, только заказов почти нет. Плотность записи (чипы Numonyx имеют емкость 128Mbit) слишком низка даже для мобильных приложений. Самсунг, с некоторой задержкой, выпустил 512Mbit чипы, сделанные по более продвинутой технологии. Но очереди из покупателей тоже не наблюдается.

Доделывать технологию (миниатюризация ниже 60нм практически невозможна) в ближайшее время не планируется, у нас в компании, например, 5 лет назад был целый отдел, который занимался РСМ, сегодня — один человек (довольно бестолковый, его просто надо было приткнуть куда-то). Единственный шанс (на мой взгляд): «вживление» малого объема РСМ в контроллеры флеш накопителей (для кеширования), но там обычно обходятся DRAM.

Откуда же растут ноги этой доморощенной сенсации (и при чем тут анекдот из начала статьи)?
Многие сайты в последнее время написали про новые PCM чипы Numonyx. В основном это наборы общих слов о перспективах типа того, на который ссылается исходный топик. Написаны они, по большей части просто журналистами «по железу», которые, к сожалению, часто совсем не в теме.

Новость же на инженерном ресурсе звучит так «Numonyx заявляет о задержке выпуска РСМ памяти объемом 1Гбит».
На самом деле они не могут повторить даже результат Самсунга… Но для поддержания репутации (сейчас Нумоникс находится в сложном положении, прежние основатели СТМ и Интел продают компанию Микрону) маркетологи придумали переназвать память двухгодичной давности новым именем и созвать пресс-конференцию из журналистов «не в теме», чтобы создать информационных шум о своей успешности.

Я уверен, что через несколько лет все успокоятся и перестанут выпускать PCM, которая, к сожалению, оказалась мертворожденным продуктом.