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Samsung lance les PRam, concurrentes des mémoires Flash internes

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En juin prochain, le fondeur sud-coréen démarrera la production de masse des PRam de 512 Mo, ces mémoires permanentes dites à changement de phase. Leur usage est le même que les mémoires Flash Nor, que l'on trouve dans les ordinateurs, les baladeurs ou les appareils photo mais la vitesse et la durée de vie sont paraît-il bien supérieures. Samsung rejoint ainsi Intel et STMicroelectronics sur ce marché prometteur.

Un circuit prototype de PRam de Samsung. © Samsung

Depuis des années, des armées d'ingénieurs cherchent à longueur de journée comment réaliser une mémoire permanente aussi rapide que les DRam de nos ordinateurs, véloces mais qui s'effacent dès que l'on coupe le courant. La mémoire Flash, dans laquelle chaque cellule retient (ou non) une petite charge électrique, donne à peu près satisfaction. On en fabrique de deux types, les Nor (Non Or, non Ou, une fonction booléenne) et les Nand (Non And, Non Et), selon la nature de la porte logique constituée par chaque cellule.

Les Nor, qui peuvent se lire rapidement (avec la méthode utilisée pour une DRam) conviennent bien aux mémoires internes. Dans un ordinateur, c'est ainsi que l'on mémorise le Bios par exemple. Les mémoires internes des appareils photo, des baladeurs, des périphériques ou des décodeurs, qui peuvent être flashées, donc modifiées, sont de type Nor. En revanche, pour stocker de grandes quantités de données, les mémoires Flash Nand sont mieux adaptées car elles s'utilisent à la manière d'un disque dur. Voilà donc pourquoi on les trouve dans les cartes (SD-Card et autres Memory Sticks).

Mais tout cela est encore trop lent... Des tentatives explorent de multiples directions, comme les mémoires magnétiques (MRam) voire les possibilités du graphène. Pour remplacer les Flash Nor, un des bons candidats est la mémoire à changement de phase, ou PRam (Phase-change Random Access Memory), alias PCM ou encore Chalcogenide Ram. Ces circuits comprennent en effet du chalcogénure (chalcogenide en anglais), un matériau ayant la propriété de changer de phase de manière réversible et rapide. Plus précisément, sous l'effet d'une variation de température, savamment contrôlée, le chalcogénure passe d'un état vitreux (les molécules sont en désordre) à un état cristallin (les molécules se rangent selon un motif). C'est le principe utilisé dans les CD et DVD réinscriptibles (RW). On exploite alors les propriétés optiques différentes des phases vitreuse et cristalline.

Moins chères, plus rapides et plus costaudes

Mais ces deux états diffèrent aussi par leurs propriétés électriques. Sous forme vitreuse, le chalcogénure offre une résistance bien plus grande au passage du courant. L'écriture consiste donc à faire passer la cellule mémoire d'un état dans un autre (l'un correspondant au 0 et l'autre au 1) et la lecture à évaluer la résistance électrique en envoyant du courant à l'intérieur.

Par rapport à une mémoire Nor, le principe apporte en lui-même un gain de vitesse en écriture. En effet, la cellule peut changer d'état directement. Autrement dit, si une cellule contenait un 1, l'écriture d'un 0 effacera l'information antérieure. Dans une mémoire Flash, il faut au contraire effacer le 1 avant d'écrire un 0. L'amélioration serait énorme, les fabricants annoncent une vitesse trente fois supérieure. De plus, la PRam serait plus solide à l'usage. La durée de vie, mesurée en nombre de cycles d'écritures et de lectures, serait, selon Samsung, dix fois supérieure à celle d'une mémoire Flash ordinaire, qui se situe entre 10.000 et 100.000.

Avec son module de 512 Mo lancé en grande série en juin 2009, le fabricant sud-coréen, qui travaille ce sujet depuis plusieurs années, rejoint ainsi Intel et STMicroelectronics, qui se sont associés pour créer une marque commune de PRam, Alverstone, dont les prototypes ont déjà été présentés l'an dernier.

D'un prix de revient inférieur (de 20% semble-t-il) aux mémoires Flash, ces PRam pourraient rapidement envahir les appareils portables et leur apporter une vitesse de réaction plus élevée.

Les PRam ont sans doute encore d'autres possibilités puisque Intel et  STMicroelectronics sont parvenue à créer deux états intermédiaires entre le tout vitreux et le tout cristallin, soit quatre en tout, permettant donc d'enregistrer quatre informations élémentaires, soit deux bits dans une même cellule mémoire...

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