IDF Fall 2003 - 3º Dia

Memórias Não-Voláteis

Nossa aula sobre memórias não-voláteis foi conduzida por Stefan Lai, Vice-Presidente do Grupo de Tecnologia e Manufatura da Intel e Co-Diretor da Fábrica da Intel na Califórnia. Ele apresentou quais são os tipos de memória não voláteis que estão sendo pesquisadas na indústria hoje e qual é o tipo de memória que a Intel vê como mais promissor.

Memórias não-voláteis são memórias que não perdem o conteúdo quando a alimentação é cortada. O tipo mais famoso é a memória Flash, amplamente utilizada em cartões de memória usado por câmeras digitais.

O grande problema das memórias não-voláteis é o desempenho, muito abaixo das memórias RAM usadas no PC, que em contrapartida são voláteis, isto é, o conteúdo é perdido quando desligamos o micro.

As memórias Flash que usamos estão em sua oitava geração. Elas foram criadas em 1986 e de lá para cá diminuiram 234 vezes em tamanho. O problema é que para diminuir o tamanho ainda mais ou, mais especificamente, para conseguir um nível maior de integração (mais células de memória em um espaço físico menor), será necessário usar algum novo método de armazenamento de dados que não seja baseado somente em transistores. Stefan Lai apresentou seis tipos de memórias não voláteis que estão sendo pesquisadas: MRAM (Magnectic RAM), OUM (Ovonic Universal Memory), FeRAM, RRAM (Resistance RAM), Polímero e PFRAM (Polímero Ferroelétrico).

A MRAM está sendo pesquisada basicamente pela IBM e pela Infineon. Neste tipo de memória, a célula de armazenamento é uma célula magnética, que muda sua polaridade (norte-sul) de acordo com a corrente que é aplicada. Veja seu funcionamento na Figura 4.

Figura 4: Memória MRAM.

Já a memória OUM é o tipo de memória que a Intel está pesquisando. Ela usa o mesmo princípio (e material) do CD-RW: aplica-se calor em um material fotossensível que muda de opaco para cristalino e vice-versa. Em vez de usar um raio laser como no CD-RW, este tipo de memória usa um eletrodo resistivo para gerar o calor necessário. A grande vantagem é que a célula que foi aquecida esfria rapidamente (1 ns).

Figura 5: Memória OUM.

A memória FeRAM é baseada em um cristal chamado PZT que tem em seu centro um átomo que muda de posição de acordo com o sentido da corrente aplicada. Este tipo de memória tem como desvantagem ter os dados apagados depois que são lidos.

Figura 6: Memória FeRAM.

A memória RRAM é baseada em um material que muda a resistência de acordo com a corrente que é aplicada. O seu grande problema é que ninguém até agora entende completamente como este material funciona, portanto ele ainda está sendo pesquisado.

Figura 7: Memória RRAM.

Já a memória de polímero usa dois pedaços de metal com um polímero especial unindo eles. Como polímero é um tipo de plástico, o custo de produção deste tipo de memória é baixíssimo.

Figura 8: Memória de Polímero.

Já a memória de Polímero Ferroelético usa terminais de metal intercalados com polímero, sendo estes terminais perpendiculares. A vantagem deste tipo de memória é que as células podem ser facilmente empilhadas, fazendo uma memória de alta densidade.

Figura 9: Memória de Polímero Ferroelétrico.

O.k., mas qual é o melhor tipo de memória não-volátil dentro desses seis tecnologias? Sendo o palestrante, três tecnologias podem ser levadas mais a sério: MRAM, FeRAM e UOC. Na Figura 10 vemos uma tabela comparativa entre estas três tecnologias.

Figura 10: Comparação entre as principais tecnologias de memórias não-voláteis.

Como memórias não-voláteis são basicamente voltadas para dispositivos portáteis como celulares, PDAs, notebooks, câmeras digitais, enfim, dispositivos alimentados por baterias, o consumo é uma das principais preocupações. A memória FeRAM é a que consome menos, mas em compensação, os dados são apagados depois de lidos. Isto é realmente um problema. Segundo a Intel, a OUM que eles estão pesquisando é a melhor solução, pois não precisa de nenhum processo especial de fabricação e possuem células menores do que das outras tecnologias.