Los discos basados en chips de memoria flash de estado sólido son cada vez más utilizados en ordenadores y servidores ya que su rendimiento es más rápido que los discos duros magnéticos convencionales. El rendimiento de la unidad de disco de cambio de fase experimental, creada por investigadores de la Universidad de Califo ia en San Diego, sugiere que no pasará mucho tiempo antes de que la tecnología sea capaz de proporcionar a los dispositivos de computación otro aumento de velocidad.
El prototipo creado por los investigadores es el primero que públicamente supera el rendimiento de los chips de memoria de cambio de fase incluidos en una unidad de disco. Varias empresas de semiconductores están trabajando en chips de cambio de fase, pero no han dado a conocer información sobre los dispositivos de almacenamiento construidos con ellos.
"Los chips de cambio de fase no están listos para el consumo masivo, pero si la tecnología continúa desarrollándose, los discos de estado sólido serán así en los próximos años", afirma Steve Swanson, que construyó el prototipo, conocido como Onyx, junto a sus colegas. Tenía una capacidad de datos de ocho gigabytes y logró alcanzar a lo que Swanson denomina como una unidad de memoria flash de 80 GB y de "gama alta" creada para su uso en servidores.
A la hora de escribir pequeños trozos de datos del orden de kilobytes de tamaño, Onyx fue entre un 70 y un 120 por ciento más rápido que la unidad comercial. Al mismo tiempo, el prototipo impuso una carga computacional significativamente menor en el procesador del ordenador donde se usó. También fue mucho más rápido en la lectura de los datos que la unidad flash a la hora de acceder a bloques de datos de cualquier tamaño. El tipo de patrones de gran volumen, pequeñas lecturas y escritura en los que Onyx logró sobresalir son el sello distintivo del tipo de cálculos involucrados en el análisis de redes sociales como Twitter, asegura Swanson. Sin embargo, Onyx fue mucho más lento en la escritura de grandes fragmentos de datos que su competidor comercial establecido.
Onyx se ha construido usando chips de cambio de fase prototipo realizados por Micron, una empresa dedicada a comercializar la tecnología. Los chips almacenan los datos en un tipo de vidrio, usando pequeñas ráfagas de calor para cambiar las secciones del material entre dos estados diferentes, o fases, que representan los 1s y 0s digitales. En una fase, los átomos del vidrio se disponen en una red cristalina ordenada, en el otro, poseen una distribución amorfa y desorganizada.
El rendimiento de Onyx se debe al proceso, mucho más simple, de escribir datos en un chip de cambio de fase en comparación con un chip flash, que almacena los datos como islas de carga eléctrica en trozos de semiconductores, afirma Swanson. Los chips Flash no pueden volver a escribir bits de información únicos—1s ó 0s—a la carta. En su lugar, tienen que borrar los datos en "páginas" de un tamaño fijo y después volver a programar los datos deseados. Eso limita la velocidad de la tecnología. "Los dispositivos de memoria flash requieren que un software mantenga un pequeño registro sobre qué datos son correctos", afirma Swanson. "Con la memoria de cambio de fase se puede reescribir arbitrariamente lo que necesitemos".
Sudanva Gurumurthi, dedicado a la investigación de la arquitectura de ordenadores en la Universidad Virginia Tech, afirma que el proyecto de San Diego es una valiosa demostración de las verdaderas capacidades de los chips de memoria de cambio de fase. "Muchas investigaciones han simulado su rendimiento, pero esto nos da ideas sobre la complejidad que una simulación no puede capturar", advierte. No obstante, será el precio de la tecnología lo que determine cuándo se convertirá en una tecnología competitiva, afirma Gurumurthi.
La investigación de Gurumurthi sugiere que el uso de memoria de cambio de fase en combinación con memoria flash podría hacer que la nueva tecnología llegase antes al mercado del día en que fuese lo suficientemente barata como para ser utilizada en unidades individuales. Las simulaciones mostraron que la adición de un pequeño búfer de memoria de cambio de fase a una unidad basada en flash podría simplificar el proceso de escribir pequeños trozos de datos, el tipo de operación donde el flash no logra funcionar tan bien. "Hemos encontrado que mejora significativamente el rendimiento", afirma Gurumurthi. "Eso podría ser suficiente como para compensar el coste de agregar una pequeña cantidad de memoria de cambio de fase".