IBM的多層單元相變記憶體（MLC PCM）芯片原型

（來源：IBM）

工程技術(shù)上的進(jìn)步幫助可以克服一些大的障礙，從而使這種有可能極大改變計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。相變記憶體（PCM）可以和傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體（DRAM）協(xié)同工作，改善計(jì)算機(jī)的性能，超越閃存記憶體。PCM沒有DRAM那么快，不過IBM表示它的數(shù)據(jù)讀取和寫入速度比閃存記憶體快100倍。

IBM研究報(bào)告的作者Haris Pozidis表示，IBM的PCM技術(shù)還沒有到實(shí)用化階段，不過多層存儲(chǔ)和漂移容錯(cuò)上的進(jìn)步意味著這個(gè)技術(shù)應(yīng)該在2016年可以有效應(yīng)用于IBM的服務(wù)器應(yīng)用。

Pozidis表示：“我們?cè)诜?wù)器上的主要應(yīng)用是企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)和記憶體應(yīng)用。在消費(fèi)者市場(chǎng)上，最重要的因素就是單位存儲(chǔ)成本。在企業(yè)級(jí)應(yīng)用中，最重要的因素是速度，因?yàn)镻CM將工作在主要記憶體的旁邊，每秒需要應(yīng)對(duì)許多事務(wù)。我們必須確保設(shè)備可以讀取和寫入很多次。”

緩慢的行業(yè)變化

IBM并不是研究PCM的唯一廠商–其他廠商還包括許多記憶體制造業(yè)的龍頭，比如海力士、三星和美光。英特爾雖然在十多年前就已經(jīng)停止制造記憶體，但是它也在研究PCM。有許多學(xué)者和研究人員在努力解決工程上的問題。兩個(gè)最近的例子：斯坦福研究組正在研究一種利用納米碳管的技術(shù)，這種技術(shù)可以讓PCM單元更加緊湊；加州圣地亞哥大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一種稱為Onyx的10GB PCM存儲(chǔ)設(shè)備原型。

Pozidis表示，IBM無意自己制造相變記憶體芯片，它可以將技術(shù)授權(quán)給其他制造商。

PCM的概念已經(jīng)出來很久了。英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人Gordon Moore早在1970年就曾撰文討論過相變記憶體的想法。英特爾使用了“交流控制的半導(dǎo)體元件”（Ovonics）來描述該技術(shù)，不過還有其他的術(shù)語，包括PRAM（參數(shù)隨機(jī)存取內(nèi)存）、PCRAM（相變隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體）和“硫系”RAM–后者根據(jù)相變記憶體核心中的特殊材料而命名。

服務(wù)器等級(jí)的PCM將在2016年面世，不過不同要求的其他市場(chǎng)也在快速行動(dòng)著。例如，三星在手機(jī)中用PCM芯片取代“NOR” 類型的閃存記憶體。

不過，服務(wù)器–承載網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)、交換電子郵件、執(zhí)行金融交易的強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)–是一個(gè)龐大的市場(chǎng)。閃存記憶體已經(jīng)通過固態(tài)驅(qū)動(dòng)器（SSD）的方式進(jìn)入服務(wù)器市場(chǎng)。SSD的性能要比硬盤驅(qū)動(dòng)器高許多。但是除了昂貴的價(jià)格外，閃存型SSD會(huì)隨著數(shù)據(jù)的寫入和讀取而發(fā)生損耗。

IBM表示，對(duì)商業(yè)級(jí)存儲(chǔ)產(chǎn)品來說，3萬次寫入周期后，閃存的性能就會(huì)下降；對(duì)消費(fèi)者級(jí)產(chǎn)品來說，3千次寫入周期后就會(huì)性能下降。閃存記憶體控制器通過將數(shù)據(jù)遷移到新的閃存記憶體單元的方式來繞過這個(gè)問題，但是性能仍然會(huì)隨著時(shí)間的流逝而下降。與此形成對(duì)比的是，PCM至少可以承受1千萬次寫入周期。

Pozidis并不指望PCM能取代DRAM，后者的讀取和寫入要快得多。不過通過將數(shù)據(jù)放在PCM高速緩存中以應(yīng)對(duì)下次的快速訪問，PCM還是可以提高DRAM的性能的。

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