Una nuova generazione di memorie mille volte più veloci e resistenti delle Nand Flash attuali? È quello a cui stanno lavorando congiuntamente Hewlett-Packard e SanDisk, che porteranno in dote al progetto di ricerca le proprie conoscenze nel campo dei memristor e delle tecnologie ReRam. L’obiettivo finale a cui tendere è stato ribattezzato “Storage Class Memory” (Scm) e, secondo le due aziende, l’avanzamento potrebbe sostituire le memorie Dram attuali rivoluzionando il mercato dello storage. Ma, prima, un passo indietro. Il concetto di memristor è stato introdotto per la prima volta nel 1971 da Leon Chua, dell’Università di Berkeley. Lo scienziato ipotizzò che, oltre ai tre elementi passivi di base di un circuito, vale a dire resistore, induttore e condensatore, ne potesse esistere un quarto. Il memristor, appunto, in grado di unire funzioni di memorizzazione e di resistore. L’intuizione di Chua rimase però nel mondo delle idee per quasi quarant’anni, quando proprio Hewlett-Packard riuscì, nel 2008, a provare l’esistenza del memristor, inaugurando poi una sperimentazione triennale insieme all’azienda Hynix Semiconductor.

Un passo in avanti straordinario per il mondo dell’elettronica: il quarto elemento, infatti, potrebbe sostituire i cari e vecchi transistor che, per propria natura, non possono conservare le informazioni (sotto forma di elettroni) quando viene interrotto il flusso di corrente. Cosa che, invece, i memristor sono in grado di fare, aprendo teoricamente il campo a computer capaci di accendersi e di spegnersi in modo istantaneo, proprio come una lampadina. Non solo. Le memorie Ram di queste macchine non verrebbero colpite da “afasia” al momento della pressione del tasto “off”, cosa che succede ogniqualvolta si spegne un computer con conseguente perdita di tutti i dati immagazzinati nei singoli condensatori.

Inoltre, lo sviluppo dei memristor ha spalancato le porte alla creazione delle prime Ram resistive che, a differenza delle classiche memorie volatili, sono basate sulla resistenza elettrica impressa a un sottilissimo film di ossidi di metalli di transizione. Tramite un processo chiamato forming si applica tensione elettrica all’ossido prescelto, fino a indurre un aumento della corrente sul film, ponendolo così in uno stato a bassa resistenza. A questo punto è possibile intervenire sulla resistenza elettrica dell’ossido e ottenere un elemento con comportamento di tipo commutativo.

Proprio quello che serve per realizzare celle di memoria, che si “attivano” o si “spengono” a seconda della presenza o meno di un bit. Il processo produttivo consentirà anche di ottenere componenti più economici, perché meno voraci di energia e caratterizzati da una densità maggiore. Ma quali potrebbero essere i campi applicativi di queste tecnologie? Ovviamente, almeno per il momento, il primo target è il mercato aziendale e, in particolare, i server delle infrastrutture cloud.

 

In primo piano una memoria 3D Nand di Intel e Micron

 

Le ReRam verranno implementate in prodotti Sas, Sata e Pcie, che permetteranno di sfruttare decine di terabyte di cache Storage Class Memory per ogni nodo server in contesti come database in-memory, analisi in tempo reale dei Big Data e high-performance computing. In generale, anche altri player stanno cercando di trovare soluzioni alternative ai limiti delle classiche configurazioni di memoria flash. La strada più battuta è quella delle Triple Level Cell (Tlc) 3D Nand, che permettono di registrare il valore di tre bit per ogni cella di memoria, invece che di due bit come nelle Multi-level Cell attualmente circolanti. La prima ad arrivare sul mercato è stata Dell, seguita poi dalla coppia Toshiba-SanDisk. Entro la fine dell’anno è atteso invece il frutto del lavoro di Intel e Micron.