Collectief geheugen

De hoeveelheid data die elke maand nieuw wordt gegenereerd, is toegenomen tot ongeveer vijf exabyte. Twee jaar geleden bestond negentig procent van alle data die vandaag is opgeslagen nog niet, en het einde van deze exponentiële curve in datageneratie is voorlopig niet in zicht. Dit zorgt ook voor een onverwachte nieuwe uitdaging: op dit moment gebruiken alle serverfarms ongeveer twee procent van alle elektriciteit op de wereld en dit getal groeit snel naarmate de hoeveelheid data ook toeneemt. Ons collectief geheugen bewaken en tegelijkertijd voorkomen dat de kosten en het energieverbruik de spuigaten uitlopen, maakt een oud onderzoeksonderwerp plotseling weer springlevend: geheugenarchitecturen voor servers en andere high-performance computersystemen.

De drie geheugentypen die momenteel veel worden gebruikt – sram (in vrijwel alle systemen als tijdelijk geheugen), dram (vooral bij grotere computerarchitecturen) en flash (als niet-vluchtig programmageheugen) – zijn moeilijk door te zetten naar 7-nanometer-cmos. Ze schalen niet mee en worden daarmee te duur en te complex om nog te maken. Vandaag beheersen ze de markt, maar de vraag naar zuinigere en grotere geheugens in computer- en serverarchitecturen neemt alleen maar toe. Voor de grotere geheugens is snellere toegang een bijkomende uitdaging.

Er zijn veel nieuwe vluchtige en niet-vluchtige geheugensoorten in ontwikkeling. Bijvoorbeeld het niet-vluchtige sst-mram, dat belooft beter te schalen en minder vermogen te gebruiken dan traditioneel mram. Een andere kandidaat is rram, dat een stuk sneller zou zijn dan flash. Schalen doet rram niet goed, maar dit geheugen is wel in een stuk minder extra stappen dan flash toe te voegen boven op standaard cmos-dies. Phase-shift memory, of pram, heeft de belofte van een betere levensduur dan flash, is snel leesbaar en schaalbaar, maar heeft veel stroom nodig om te schrijven en is daarin ook nog eens behoorlijk traag.