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Memoria flash de mayor capacidad hasta ahora
Incluso con la industria de la electrónica en la depresión económica, el fabricante de tarjetas de memoria SanDisk apuesta a que los clientes estarán dispuestos a pagar para tener más datos en su bolsillo.
Memoria multiplicada: Una micrografía de un chip flash de 64 gigabits, que puede almacenar cuatro bits por celda de memoria, el doble de la cantidad almacenada tradicionalmente.
La compañía ha anunciado un avance significativo en la tecnología de memoria flash que permite almacenar 64 gigabits de datos en un chip del tamaño de una uña. Los nuevos chips flash más espaciosos hacen esto al contener cuatro bits por celda de memoria, a diferencia del estándar de uno o dos bits por celda. SanDisk presentó detalles del avance en el Conferencia internacional de circuitos de estado sólido en San Francisco el martes.
Desarrollar un chip de cuatro bits por celda es un desafío enorme y consideramos que esto es un gran avance, dice Khandker Quader, vicepresidente senior de tecnología de memoria y desarrollo de productos en SanDisk. Quader agrega que el trabajo presentado en la conferencia, que se centra en garantizar que los datos se almacenen de manera confiable, tiene implicaciones para las generaciones futuras de memoria flash.
La memoria flash se ha convertido en un pilar de la industria electrónica. Se utiliza en muchos dispositivos, incluidas cámaras, consolas de juegos, teléfonos móviles y las últimas computadoras portátiles. Debido a que los datos se almacenan en un chip flash como carga eléctrica en los transistores, la memoria flash está sujeta al famoso credo establecido por Gordon Moore de Intel hace décadas: que la cantidad de transistores en un chip se duplicará cada dos años. En otras palabras, gracias al tamaño cada vez menor de los transistores, la memoria flash sigue aumentando su capacidad.
En los últimos años, sin embargo, los ingenieros han encontrado otra forma de aumentar la capacidad de las unidades flash, sin esperar a que los transistores se encojan. Lo hacen almacenando más de un bit de datos por transistor, dentro de lo que se conoce como celdas multinivel (MLC). En una celda de un solo nivel, los datos se almacenan utilizando dos estados distintos, definidos por diferentes niveles de voltaje. Por el contrario, un MLC de cuatro bits almacena información en 16 estados, lo que se traduce en cuatro bits de datos por celda, o cuatro veces la cantidad de información.
Este truco no es nada fácil. Asegurar que cada celda de memoria mantenga precisamente el voltaje correcto, sin perturbar el de las celdas vecinas, es un gran desafío, dice Quader. Otro problema es reducir el tiempo que lleva escribir en estas celdas.
SanDisk abordó estos problemas con nuevos algoritmos que se ejecutan en un controlador de chip de memoria flash. Para escribir y leer datos desde y hacia las celdas, los ingenieros emplean algunos de los transistores en un chip flash para controlar los otros transistores que se utilizan para almacenar datos. Estos algoritmos son factores importantes para agrupar de forma fiable cuatro bits por celda.
Hemos introducido una serie de conceptos clave que nos permiten administrar el lado de la memoria, dice Quader. La complejidad de esta distribución es muy diferente de lo que está haciendo con dos bits por celda.
Por lo general, se usa un solo voltaje aplicado para escribir datos en una celda de memoria, pero este enfoque no funcionará con celdas de cuatro bits porque son muy pequeñas y están muy juntas. Escribir en una celda puede borrar fácilmente una celda vecina debido a los efectos de acoplamiento eléctrico. El uso de un enfoque llamado programación de tres pasos soluciona este problema. Se aplica un pequeño voltaje a una celda, programando efectivamente solo 3 de sus 16 estados. A continuación, las celdas vecinas se programan en 15 y 3 niveles respectivamente, utilizando diferentes voltajes. Finalmente, la celda original se programa por segunda vez. La escritura de datos de esta manera escalonada produce características eléctricas dentro de la celda que aseguran un almacenamiento confiable de bits.
Debido a que el esquema de programación toma un poco más de tiempo que los enfoques tradicionales, SanDisk desarrolló una función que detecta los voltajes almacenados dentro de las celdas al recordar de manera efectiva los valores detectados previamente. El resultado final es un chip que puede escribir datos a una velocidad de 7,8 megabytes por segundo, cerca de la velocidad a la que se puede acceder a los chips existentes. Quader de SanDisk dice que los chips de 64 gigabits estarán en producción antes del segundo semestre de este año, utilizando tecnología de litografía de 43 nanómetros.
Mark Bauer , investigador de la empresa de memorias Numonyx y presidente de la sesión de la conferencia, dice que la verdadera innovación detrás del trabajo de SanDisk es la tecnología del controlador. No verá un flash de cuatro bits sin ese controlador, dice.
Bauer agrega que, si bien algunos expertos han predicho que la memoria flash está alcanzando sus límites de almacenamiento, la ingeniería inteligente sigue dando nueva vida a la tecnología. Hace cuatro años, la gente decía que el flash se encontraba en un obstáculo, pero las mejoras siguen llegando, dice. No podemos decir qué soluciones que se están explorando hoy resolverán los problemas mañana.