Tecnologie di archiviazione IoT CBRAM a bassissima potenza

CircuitStudio

Computer hard drive

Vi ricordate di quando si usavano i floppy disk? Il mio computer aveva due lettori dove inserirli. Nel primo lettore andava inserito il floppy con il programma e nell’altro quello con i dati. Con l’introduzione, avvenuta dopo poco tempo, dell’hard drive lo spazio di archiviazione è letteralmente esploso in termini di dati. La capacità di memorizzazione continua ad aumentare e lo spazio non è più così importante. Quando si tratta dell’Internet delle Cose (o IoT) l’utilizzo dell’energia è un fattore critico. Le persone immaginano cose che vanno dai dispositivi fino alle città intelligenti; tuttavia, se si vuole che queste cose funzionino davvero, è necessario avere memorie che richiedono poca energia. Qui è dove le CBRAM (conductive bridging random access memory) a bassissima potenza entrano in gioco. Adesto è stata la prima azienda ad introdurre questo tipo di tecnologia, che utilizza circa un centesimo dell’energia che necessitano le altre memorie.

Floppy disks and floppy drive

Grazie a Dio non sono più necessari.

Requisiti di bassa potenza

Ho appena affermato che le dimensioni non sono importanti ma questo non è del tutto vero. Se il dispositivo diminuisce di dimensioni ha bisogno di memorie più piccole che richiedono batterie anch’esse di dimensioni inferiori. I dispositivi indossabili, in particolare, stanno dettando la tendenza di dispositivi sempre più piccoli con ridotti consumi energetici. In aggiunta a questi dispositivi anche i sensori di rete nel mondo dell’IoT richiedono soluzioni a bassa potenza.

Non solo le memorie sono cresciute ma anche la potenza di calcolo lo ha fatto. Gli smartphone che portiamo in tasca sono milioni di volte più potenti dei computer che la NASA ha utilizzato per andare sulla luna. I dispositivi indossabili non sono ancora a questo livello ma stanno andando in questa direzione. Non solo stanno diventando più potenti ma hanno anche iniziato ad integrare sensori e sono già dotati di interfacce utenti avanzate ed applicazioni di supporto. Processori, sensori e app richiedono tutti memorie efficienti dal punto di vista energetico per operare, altrimenti occorre ricaricare il proprio dispositivo portatile, come un orologio, varie volte al giorno cosa che, ovviamente, nessuno vuole fare.

Un’altra area nella quale è richiesta poca potenza sono i dispositivi utilizzati nelle reti a bassa potenza LPWAN. Da molti anni le persone hanno iniziato ad immaginare città “intelligenti”, città dove le macchine possono parcheggiare da sole, le infrastrutture sono monitorate e riparate in modo efficiente, e i dati vengono prelevati e analizzati solo per migliorare la società. Cosa hanno in comune tutti questi sistemi? Utilizzano tutti migliaia di sensori disseminati su grandi aree e per questo necessitano di LPWAN. Bassa potenza, ovvero Low Power in inglese, è parte dell’acronimo LPWAN per cui è ovviamente fondamentale. Se volete monitorare il sistema idrico di una città con migliaia di sensori posti sotto terra di sicuro non volete cambiare le batterie di questi ogni 3 mesi. Per questo occorrono soluzioni di memorie e di reti a basso consumo di energia. Tutti questi sensori infatti hanno bisogno di una memoria per raccogliere i dati ed inviarli dove sono necessari.

ADAS car parking into stall

Utilizzare le CBRAM sarà come passare dai floppy disk ai dischi rigidi.

Le CBRAM per l’IoT

Esattamente come Seagate ha rivoluzionato l’industria dei dispositivi di memorizzazione con il suo disco rigido di piccole dimensioni, Adesto sta lavorando sulla generazione successiva di memorie a bassa potenza. È riuscita a sviluppare una tipologia di CBRAM che richiede significativamente minore energia delle attuali tecnologie a basso consumo. Queste memorie richiedono una quantità di energia talmente bassa che in alcuni casi non utilizzano nemmeno batterie.

Le CBRAM sono una nuova categoria di memorie non volatili che appartengono alla famiglia delle “RAM resistive.” La parola “non volatili” è importante e indica che le CBRAM, esattamente come le memorie flash,  possono immagazzinare dati anche quando non sono collegate all’elettricità. Questa caratteristica consente alle CBRAM di entrare in uno stato di “sonno profondo” nel quale non utilizzano energia quando non vengono utilizzate. Quando sono in funzione le CBRAM di Adesto sono in grado di leggere e scrivere dati utilizzando un centesimo dell’energia impiegata da dispositivi comparabili come le memorie flash. Questi sono i numeri che l’IoT si attendeva da anni. Con requisiti di questo genere alcuni circuiti non necessiteranno nemmeno di batterie.

Le batterie sono alla base delle reti di sensori di grandi dimensioni. Tutti sanno che se un dispositivo dotato di batteria non viene ricaricato alla fine smette di funzionare. Ecco perché alcune persone stanno cercando di realizzare chip in grado di raccogliere energia mentre sono in funzione per poi utilizzarla per ricaricare le batterie o persino per eliminare le batterie del tutto. Le CBRAM di Adesto richiedono così poca energia che possono teoricamente operare solo alimentate da questo tipo di chip. Immaginate la convenienza di avere un sistema che fa sì che non dobbiate mai andare nel sistema fognario per sostituire la batteria di un sensore. Ok, questo magari potrebbe essere difficile, ma immaginate di non dover ma più caricare la vostra forchetta intelligente o il sensore del calzino. Le CBRAM potranno rendere tutto questo possibile.

L’Internet delle cose è un settore elettrizzante ma dove ci sono ancora molti ostacoli da superare. Oltre a produrre dispositivi che abbiano un senso l’IoT necessita anche di circuiti a bassa energia. Schede circuitali efficienti dal punto di vista energetico richiedono memorie che lo sono altrettanto. La CBRAM è una tecnologia che potrebbe rivelarsi fondamentale nel mondo dell’IoT.

Sono sicuro che dopo questo articolo non vediate l’ora di iniziare a progettare circuiti che includono questo nuovo tipo di memoria. Se pensate che per fare questo vi occorra anche un software avanzato allora la risposta giusta è CircuitStudio. Include tantissime funzionalità all'avanguardia che ridurranno il tempo necessario a completare il lavoro.

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