Технология многоуровневой записи MLC привела к быстрому росту плотности записи микросхем NAND-флэш. Безусловно, у MLC NAND есть недостатки — это значительное снижение допустимых циклов стирания (перезаписи) и пониженное быстродействие, если сравнивать с NAND SLC с записью одного бита в ячейку. Контролеру необходимы ресурсы и время, чтобы вычислить значение числа, записанного в ячейку в виде некоего промежуточного уровня между крайними значениями в виде нуля и единицы. Так, для записи трёх бит данных в ячейку используется одно из восьми значений сигнала (заряда) из допустимых.

Опытная микросхема памяти PCM компании IBM с возможностью записи в ячейку трёх бит данных
В компании IBM
подумали, отчего бы не использовать подобный метод для увеличения плотности памяти типа PCM? Память PCM или память с изменением фазового состояния вещества по скорости работы приближается к оперативной памяти, а по устойчивости к износу просто бьёт рекорды, обещая выдерживать до 10 млн. циклов стирания — явный претендент на универсальную память будущего, которая не будет терять информацию даже после отключения питания. Собственно, компании Intel и Micron уже готовят к выходу в текущем году накопители на памяти 3D XPoint, которая тоже основана на
PCM-ячейке.
В качестве отступления напомним, что память с изменением фазового состояния вещества работает по тому же принципу, что и CD-RW. Соединение на основе
халькогенида под воздействием нагрева (лазером в случае CD/DVD или сильным током в случае PCM) меняет своё состояние из аморфного в кристаллическое. Это обратимый и управляемый процесс, что позволяет использовать его для создания энергонезависимой памяти. До сих пор память PCM была однобитовой и с низкой плотностью записи. Изобретение IBM даёт возможность втрое увеличить ёмкость микросхем PCM при примерно той же площади кристалла.

Определение данных, записанных в ячейку PCM MLC с помощью специального опорного сигнала
В компании заявили, что выпустили первую в индустрии память PCM с записью трёх бит в каждую ячейку. Это опытный чип ёмкостью 32 Мбит, выпущенный с использованием 90-нм CMOS процесса. Интересно то, что структура PCM MLC компании IBM имеет один слой, что делает производство памяти сравнительно недорогим, если сравнивать его с производством «многоэтажной» памяти Intel 3D XPoint. К сожалению, компания IBM продала свои заводы компании GlobalFoundries. Поэтому даже если кто-то начнёт выпускать память PCM MLC (в данном случае — TLC или трёхбитовую, а она в перспективе может быть и большей разрядности), то это будет не IBM. Возможно, этим производителем станет компания GlobalFoundries. Но пока об этом рано говорить.