IBM à la rencontre des mémoires d’un troisième type

dimanche 13 avril 2008

20080413_02 IBM a fait un pas de plus dans la mise au point d'un nouveau type de mémoire qui offrirait des capacités de stockage largement supérieures à ce qui existe aujourd'hui et ferait la synthèse des avantages des disques magnétiques et des mémoires flash. Ce type de mémoire est basé sur une technologie dite Racetrack dont la traduction en français reste encore à trouver. Mais il faut encore calmer les ardeurs car les premiers matériels ne devraient pas être disponibles commercialement avant dix ans. Ces recherches ont été réalisées par des équipes du laboratoire d'Almaden, sous la direction de l'IBM Fellow Stuart Parkin.

Il s'organise aujourd'hui une course poursuite entre deux technologies : les disques magnétiques et les mémoires flash. Les premiers sont principalement utilisés dans les PC, portables et certains terminaux portables de type PDA. Les secondes s'intègrent dans les téléphones portables, les appareils de type lecteurs MP3 et les appareils photo numériques.

HDD versus SSD

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Les disques magnétiques offrent l'avantage d'être économiques, mais ils ont la faiblesse d'utiliser de nombreuses parties mobiles qui les rendent relativement lents - ce qui est pénalisant en lecture - et sont assez gourmands en énergie électrique. Mais le rapport de prix au Go est encore très à l'avantage des disques magnétiques, un rapport de 1 à 100 les sépare. D'abord ce ratio a tendance à se réduire. Et au fur et à mesure que les prix baissent, cette différence est moins importante.

Les mémoires flash ont largement l'avantage au niveau des performances tout particulièrement en lecture, alors qu'elles sont relativement lentes en écriture. Mais leur gros problème est que leur durée de vie est limitée à quelques milliers d'opérations d'écriture. Chaque opération endommage légèrement le système.

De nouvelles applications

20080413_01 C'est dans ce cadre, qui est loin d'être figé d'ailleurs, que l'équipe de Stuart Parkin a franchi une nouvelle étape dans la mise au point d'un nouveau type de dispositif de stockage de l'information. L'équipe du chercheur d'IBM a publié un article dans la revue scientifique américaine Science du 11 avril dans lequel elle décrit les principes fondamentaux de cette nouvelle technologie baptisée « Racetrack » ainsi que les différentes étapes à franchir pour arriver à la fabrication de produits commerciaux. Le chercheur d'IBM avait il y a quelque temps montré que le concept racetrack était faisable. Dans son article, il décrit la manière de mettre en oeuvre cette technologie.

Ce nouveau type de mémoire combinerait les avantages des disques magnétiques et des mémoires flash tout en offrant (théoriquement) une durée de vie illimitée. Stuart Parkin estime qu'il faudra une dizaine d'années pour développer des produits basés sur cette technologie. Cette technologie permettrait par exemple de fabriquer des lecteurs MP3 capables de stocker 500 000 chansons ou 3 500 films, 100 fois plus que ce qu'il est possible de faire actuellement. Autres avantages intrinsèques, ces mémoires consommeront beaucoup moins d'électricité et généreraient moins de chaleur.

« Les possibilités qu'offriront les mémoires racetrack - par exemple la possibilité d'avoir dans sa poche des quantités gigantesques d'informations dans sa poche - pourront laisser libre cours à la créativité conduisant à des produits et des applications auxquels personnes n'a encore pensé aujourd'hui ». Parmi les applications les plus folles, on pourrait imaginer d'implanter une caméra à tout individu dès sa naissance et stocker la totalité de sa vie. C'est là un thème de pure science fiction, mais qui sera techniquement faisable.

Les mémoires racetrack comprennent des milliards de nanocâbles en silicium et chacun de ces câbles est capable de stocker des centaines de bits. Ces mémoires stockent les données comme une série de champs magnétiques le long des câbles. Les données sont encodées en changeant les propriétés du champ magnétique, créant une série de barrières magnétiques appelées « domain walls ». Les trous entre deux domain walls représentent les bits. Pour lire et écrire les données le long du câble, les domain walls bougent le long et passent devant des têtes fixes de lecture/écriture.

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Situé près de San José en Californie, le laboratoire d'Almaden est à l'origine de plusieurs travaux qui ont marqué l'histoire des technologies de l'information, à commencer par le disque magnétique il y a plus de 50 ans, les mémoires à semiconducteurs, les bases de données et le Fortran.