Crean un dispositivo de almacenamiento más rápido que la memoria flash

Un grupo de estudiantes del departamento de Informática e Ingeniería de la Escuela Jacobs, perteneciente a la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, ha desarrollado un dispositivo de almacenamiento de datos basado en la tecnología de la memoria de cambio de fase, que es capaz de multiplicar por siete la velocidad de funcionamiento de las memorias flash convencionales, informa un comunicado de dicha universidad.

El sistema de almacenamiento, al que los científicos han bautizado como Moneta, utiliza la memoria de cambio de fase PCM (del inglés phase-change memory), una tecnología de almacenamiento de datos emergentes que almacena éstos en la estructura cristalina de una aleación de metal llamada calcogenuro.

Esta técnica es más rápida y más fácil de usar que la memoria flash SSD, una tecnología que actualmente domina el mercado. De este modo, Moneta marca el último avance en unidades de almacenamiento de estado sólido (SSD) que, a diferencia de los discos duros, no tienen partes móviles.

Un invento revolucionario

Las memorias flash (SSD) de hoy en día se pueden encontrar en una amplia gama de productos electrónicos de consumo, tales como iPads y ordenadores portátiles. Aunque son más rápidas que el disco duro, las memorias flash son todavía demasiado lentas para conseguir un almacenamiento de datos moderno y satisfacer las exigencias de análisis de datos, especialmente en el área de computación de alto rendimiento, donde la capacidad de cribar dentro de enormes volúmenes de información con rapidez es fundamental.

Esto ocurre, por ejemplo, a la hora de almacenar y analizar datos científicos recolectados a través de sensores ambientales, o incluso en búsquedas en la web a través de Google.

"Como sociedad podemos recopilar todos estos datos muy, muy rápido (mucho más rápido de lo que podemos analizarlos con los sistemas convencionales de almacenamiento). Los dispositivos de almacenamiento basados en la memoria de cambio de fase de estado sólido nos permitirán buscar a través de todos estos datos, darles sentido, y extraer la información útil mucho más rápido. Tienen el potencial de convertirse en algo revolucionario", señala Steven Swanson, profesor de Informática e Ingeniería en la Universidad de California en San Diego y director del Laboratorio de Sistemas no- volátiles (NVSL).

Los chips de memoria PCM

Los chips de memoria PRAM o PCM son un tipo de memoria no volátil que utiliza vidrio calcógeno. Este tipo de material tiene la propiedad de poder transformarse de un estado cristalino a un estado amorfo mediante la aplicación de calor.

Para almacenar datos, estos chips de memoria transforman la aleación de un estado cristalino “cero” a un estado amorfo “uno” o viceversa, aplicando calor a través de una corriente eléctrica. Para leer los datos, se emite una corriente más pequeña, mediante la cual se determina la impedancia y por tanto, el estado en el que se encuentra la aleación.

Moneta utiliza la primera generación de chips Micron Technology PCM, y puede leer una gran parte de los datos a una velocidad máxima de 1,1 gigabytes por segundo y escribir datos a velocidades de hasta 371 megabytes por segundo.

En accesos más pequeños puede leer a 327 megabytes por segundo y escribir a 91 megabytes por segundo, es decir, entre dos y siete veces más rápido que una memoria flash SSD actual. Moneta también ofrece una menor latencia para cada operación y podría reducir las necesidades energéticas en aplicaciones que requieren una alta densidad de datos.

Un vistazo a los ordenadores del futuro

El profesor Steven Swanson espera construir la segunda generación del dispositivo de almacenamiento Moneta entre los próximos seis y nueve meses, por lo que cree la tecnología podría estar lista para lanzarla al mercado en pocos años, como una mejora subyacente de la actual tecnología de cambio de fase.

Por otra parte, el desarrollo de esta tecnología también ha revelado un nuevo desafío, como explica Swanson: “Hemos descubierto que se puede construir un dispositivo de almacenamiento mucho más rápido, pero para poder hacer realmente uso de este sistema, también tienes que cambiar el software que lo gestiona. Las tecnologías de almacenamiento han evolucionado en los últimos 40 años para mejorar los discos, y éstos son muy, muy lentos. El diseño de sistemas de almacenamiento que puedan aprovechar plenamente tecnologías como las de la memoria PCM requiere un replanteamiento de casi todos los aspectos de cómo el software de un sistema informático gestiona y tiene acceso al almacenamiento de datos. Moneta nos da una pista sobre el futuro de los sistemas informáticos de almacenamiento, a qué se van a parecer, y nos ofrece la oportunidad de repensar la forma en que debe responder el diseño de sistemas informáticos".

Además de Swanson, el equipo responsable de Moneta incluye al profesor de Ingeniería e Informática Rajesh Gupta, que también es director asociado del Instituto de Telecomunicaciones y Tecnologías de la Información de la Universidad de California en San Diego. El resto de estudiantes miembros del equipo del Departamento de Ciencias de la Computación e Ingeniería incluyen a Ameen Akel, Adriana Caulfield, Todor Mollov, Arup De y Joel Coburn.

Durante estos días, el sistema se está exhibiendo en el encuentro DAC 2011, la principal conferencia mundial de técnica y exposición comercial de la automatización de diseño electrónico, con el apoyo de varios socios de la industria, entre los que se incluyen Micron Technology, BEEcube y Xilinx.