NRAM, la memoria più veloce che non si cancella

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È la prossima frontiera della memoria elettronica, quella di pc, smartphone e ogni altro dispositivo. La NRAM è velocissima, resistente, poco costosa e potenzialmente può rendere possibile un salto generazionale. Ma non è l’unico concorrente in corsa.

Nel 2018 Fujitsu avvierà la produzione di NRAM in nanotubi di carbonio, grazie a un accordo di licenza con Nantero. Si comincerà con chip da 256 Mb prodotti a 55 nanometri. L’aspetto fondamentale di questa memoria è che unisce la velocità della memoria RAM alla non volatilità – vale a dire che i dati non scompaiono quando si spegne il computer.

L’acronimo NRAM significa infatti Non Volatile RAM ed è uno dei prossimi grandi obiettivi nello sviluppo dell’hardware. Dopo il passaggio dagli hard disk meccanici agli SSD, infatti, la NRAM ha il potenziale per rendere possibile un altro netto salto prestazionale; l’idea è di un computer in cui tutta la memoria è veloce quanto l’attuale RAM. La NRAM, inoltre, dovrebbe essere anche più duratura e resistere meglio a temperature estreme.

Fino a oggi tuttavia si riteneva che la NRAM fosse ancora lontana, ed è questo che rende rilevante l’annuncio di Fujitsu e Nantero. Che tuttavia non sono le uniche società a giocare questa partita: c’è anche il progetto 3D XPoint, di cui abbiamo parlato nell’ottobre 2015 e che vede coinvolte Intel e Micron. C’è poi il progetto ReRAM, che usa una tecnologia diversa ma ha lo stesso obiettivo, mentre IBM punta sulla memoria PCM.

Rispetto ai concorrenti NRAM promette le prestazioni maggiori e, forse, i costi più contenuti; prestazioni non solo in termini di velocità di elaborazione dati, ma anche di durata – un parametro fondamentale per trovare spazio nelle applicazioni aziendali (server e datacenter). Nantero è arrivata a chip che resistono ben mille miliardi di cicli con la sua NRAM, che può inoltre resistere fino a 800 gradi centigradi sulla carta, mentre i test non sono andati oltre i 200 gradi.

Risultati incredibili, ottenuti grazie ai nanotubi in carbonio. Sono effettivamente dei tubi il cui diametro è solo 2 nanometri. In ogni cella ce ne sono diverse centinaia, ognuno dei quali si può controllare con l’applicazione di corrente elettrica – assumendo così valore di 0 oppure 1.

Fisicamente ognuno dei due stati indica che i nanotubi si attraggono o si respingono tra loro, e tale situazione si può resettare (cancellazione) applicando una tecnica basata sul fonone, tramite la quale i nanotubi sono portati a vibrare e a separarsi tra loro. È inoltre possibile gestire i bit singolarmente, un altro dettaglio che contribuisce a creare prestazioni migliori.

Al momento è possibile archiviare un bit per ogni cella, meno rispetto agli attuali chip NAND, ma è già potenzialmente possibile fare di meglio e portare la NRAM ai livelli della NAND MLC o TLC, aumentando la densità dei dati. Le caratteristiche di questa memoria ne fanno un buon candidato sia per sostituire l’attuale RAM sia per, questo è l’aspetto più interessante, rimpiazzare hard disk ed SSD.

Al momento la NRAM di Fujitsu e Nantero usa l’interfaccia DDR4, che paradossalmente rappresenta una strozzatura e ne rallenta le prestazioni. Non dovrebbe essere troppo difficile, tuttavia, usare protocolli di trasferimento più veloci.

Quanto alla produzione, Nantero è titolare di un processo litografico compatibile con i wafer CMOS, una realtà più che collaudata – questo aiuta a mantenere ragionevolmente bassi i costi di produzione. Fujitsu è solo il primo partner ad annunciare la produzione di questi chip, ma ce ne sono altri sei secondo quanto fatto sapere da Nantero.

I clienti interessati sarebbero dodici, invece, ma l’azienda per ora non ne ha svelato i nomi; sarebbe un errore tuttavia pensare a pc o smartphone. Almeno all’inizio, la useranno solo realtà aziendali dove l’investimento ha senso. Tra gli investitori che hanno scommesso su Nantero troviamo infatti società come Schlumberger (idrocarburi), oltre a un buono numero di fondi privati. Tra i pochi partner citati sul sito c’è anche, ma non è certo una sorpresa, Lockheed Martin (armamenti, aeronautica e tecnologie avanzate).

Nantero tuttavia afferma che la sua NRAM costerà il 50% in meno dell’attuale DRAM, e che il prezzo scenderà rapidamente mano a mano che aumenterà il ritmo produttivo. Se così fosse, ma è il caso di essere scaramantici, sarebbe effettivamente una rivoluzione per tutto il mondo della tecnologia. Di contro, la 3DXPoint potrebbe arrivare prima ma costerà di più.

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