Ariel Palazzesi
A algunas ideas les lleva tiempo transformarse en productos concretos. Generalmente, esto es debido a imposibilidades tecnológicas propias del momento, a falta de apoyo de la industria o simplemente a mala suerte. Este tipo especial de memoria RAM (Random Access Memory, o Memoria de Acceso Aleatorio) ha sido desarrollado por la empresa Samsung, que hoy lidera el mercado de las memorias Flash. El nombre PRAM, tal como se puede ver en el titulo, es una acrónimo y hace referencia a su principio de funcionamiento, basado en el cambio de fase de una sustancia denominada Chalcogenide ,que en realidad no es mas que un tipo muy especial de vidrio, capaz de adoptar la forma de un cristal o de una sustancia amorfa mediante la aplicación de calor. Este fenómeno es muy similar al que tiene lugar en un CD-ROM o DVD-ROM regrabable, donde el láser de la grabadora calienta la sustancia que forma el substrato del disco, y de acuerdo a la presencia o no de un campo magnético cristaliza de una u otra manera, reflejando o no la luz del haz láser de la lectora. En el caso de estos discos se utiliza una “tierra rara”, esos elementos químicos tan particulares que forman las familias de los lantánidos y los actínidos.
Las muy especiales propiedades de estos tipos de cristales fueron observadas hace muchos años, y ya en los 60s se propuso que era viable construir algún tipo de dispositivo de almacenamiento de datos basándose en sus dos formas de cristalización.
En septiembre de 1970, en un ejemplar de la Electronics Magazine, Gordon Moore, uno de los cofundadores de la empresa Intel , que luego seria famoso gracias a la predicción llamada justamente “ley de Moore” en la que predecía que la cantidad de transistores integrados en un chip se duplicaría cada 18 meses, publico un articulo sobre esta tecnología. Sin embargo, por esa época la baja calidad de los vidrios probados, y el gran consumo energético necesario para su funcionamiento hacían inviable su uso práctico. Solo las modernas técnicas litográficas han hecho posible un chip práctico basado en estos cristales.
El secreto de estas memorias reside en que la resistividad del substrato empleado varia dramáticamente dependiendo si se encuentra en estado cristalino o amorfo. Esto proporciona una manera de codificar la información, asignando, por ejemplo, el valor binario “1” al estado de alta resistencia, y de “0” al de conducción. El mismo esquema utilizado en un DVD-ROM, pero basado en propiedades eléctricas en lugar de ópticas.
Los prototipos existentes utilizan como substrato una aleación compuesta por una mezcla de germanio, antimonio y telerium denominada por sus inventores GST. Cuando se la calienta a una temperatura superior a los 600 grados centígrados, se transforma en un liquido, que al enfriarse adopta una forma amorfa de alta resistencia al paso de la corriente eléctrica. Calentándolo por encima del punto de cristalización pero por debajo del de fusión, se transforma en una forma cristalina con una baja resistencia eléctrica. Lo interesante es que este proceso de cambio de fase toma solamente 5 nanosegundos, lo que permite la construcción de memorias con una velocidad comparable a las más modernas DRAM (Dinamic RAM) que poseen un tiempo de cambio de estado cercano a los 2 nanosegundos.
Como sabemos, la memoria Flash funciona “atrapando” electrones dentro de una delgada capa de aislante en la base de un transistor. Para realizar una transición de “0” a “1” (o viceversa) dicha carga debe ser movida, mediante la aplicación de un relativamente alto voltaje. Este proceso toma aproximadamente un milisegundo, tiempo 200 veces mayor del que le toma a una PRAM realizar la misma tarea. Esto da una idea del potencial que tienen las nuevas memorias en equipos donde la grabación de datos es frecuente o donde los altos tiempos de las Flash representan un cuello de botella.
En el momento de la lectura, una Flash típica demora unos 10 nanosegundos en entregar el dato solicitado, mientras que la nueva PRAM demora la mitad de ese tiempo.
Otra ventaja nada despreciable que no se puede dejar de mencionar es que en una memoria del tipo Flash cada ciclo de escritura somete a las celdas a altas tensiones que van degradándola, por lo que solo soportan un número limitado de escrituras (típicamente, de 10.000 a 100.000 veces). Las PRAM son inmunes a este efecto y en teoría no existe un limite en la cantidad de ciclos soportados, lo que las hace (junto a su alta velocidad) un sustituto ideal en todo tipo de memorias portátiles (léase pen drives, mp3 players, etc.) y en un futuro cercano tranquilamente podrían reemplazar a los discos rígidos, proporcionando unidades sin piezas móviles con un tamaño cien veces menor al de un disco convencional y con una velocidad de acceso muchísimo mayor.
Las memorias PRAM pueden ser construidas de varias maneras diferentes, sin embargo, se utilizan en la práctica dos métodos.
En el primero de ellos, se crean diodos que sirven para seleccionar las celdas de memoria. Este método tiene la ventaja de que un diodo es mas pequeño y económico que un transistor.
El segundo método, mucho mas interesante y tecnológicamente mas avanzado, fue desarrollado en agosto del 2004 por la empresa Nanochip, y hace uso de una gran cantidad de “puntas de prueba” que se apoyan a ambos lados de una gran matriz de pequeñísimos cristales. Mediante estas puntas es posible leer el contenido de la memoria. Lo interesante del método es que empresas como Hewlett Packard han logrado puntas colocados a solo 3 nanometros una de otras, lo que permite densidades de memoria de hasta un Terabit por pulgada cuadrada. Este método debe ser perfeccionado para reducir la cantidad de pines necesarios mediante multiplexado.
Como si las ventajas que proporciona esta tecnología fueran pocas, el proceso de manufactura lleva un 20% menos de pasos que las Flash, por lo que los costos finales de los chips de memoria PRAM son menores a estos.
En septiembre del 2006, Samsung presento un prototipo de 512 Mb utilizando el método de fabricación que utiliza diodos. Este anuncio sorprendió a muchos por la alta densidad conseguida, debido a que las celdas tienen un tamaño menor a los 50 nanometros, que es un tamaño sensiblemente menor al de las mejores Flash que existen en el mercado. Si bien la capacidad de este prototipo es menor al de la tecnología competidora (hay Flash de 8 Gb en el mercado) no debemos olvidar PRAM es una tecnología que esta naciendo, y que a FLASH le tomo varios años “meter” en un chip 512Mb. Según algunos papers publicados, Samsung estima llegar a los 64Gb (¡) a fines del 2008. Esto abre impresionantes perspectivas en un mercado ávido de memorias no volátiles de gran capacidad.
