En 2013, le fabricant Crossbar a annoncé la production du premier RéRAM puces, également appelées RRAM ou résistives RAM, avec lequel ils ont promis un des performances jusqu'à 100 fois supérieures que la mémoire RAM traditionnelle de l'époque. Dans cet article, nous allons vous dire ce qu'est ReRAM, comment cela fonctionne par rapport à la mémoire traditionnelle que nous utilisons tous maintenant et ce qui lui est arrivé pour qu'elle stagne.
Comme vous le savez bien, cette technologie actuelle évolue et améliore son efficacité et ses performances ne signifie pas que des alternatives ne sont pas explorées qui peuvent complètement changer le matériel tel que nous le connaissons. L'une de ces alternatives est la mémoire résistive, qui combine les avantages des mémoires NAND et DRAM dans un seul produit, offrant des améliorations de performances notables, mais qui, pour une raison quelconque, n'a pas atteint le marché.
Qu'est-ce que ReRAM, RRAM ou mémoire résistive?
La mémoire ReRAM est un type de mémoire non volatile (et c'est l'une des différences par rapport à la RAM habituelle, qui est volatile et cela signifie que lorsqu'elle cesse de recevoir de l'alimentation, les données qu'elle contenait sont perdues) qu'elle combine, comme nous l'avons déjà dit, les avantages des mémoires DRAM et NAND dans un seul produit. Il est composé de trois couches: une supérieure (électrode métallique), une inférieure (électrode non métallique) et une centrale qui agit comme s'il s'agissait d'un interrupteur qui détermine le bit qui est stocké (uns et zéros, étant un 1 connecté et un 0 non connecté).
RRAM fonctionne en changeant la résistance à l'aide d'un matériau diélectrique à l'état solide également connu sous le nom de mémoire, d'une manière similaire à la mémoire CBRAM (Conductive Bridge RAM) et PCM (Phase Change Memory).
ReRAM fonctionne différemment du fonctionnement de la mémoire NAND ou de la RAM. Contrairement à la mémoire NAND, cette technologie n'utilise pas de transistors pour stocker la charge, mais utilise plutôt une conception en couches pour stocker les données. Une cellule RRAM a trois couches avec un diélectrique au milieu qui détermine si la cellule stocke un zéro ou un un.
La couche supérieure a une électrode métallique tandis que la couche inférieure a une électrode non métallique, de sorte que la couche supérieure est capable de céder des ions métalliques à la couche inférieure créant un filament conducteur entre les deux électrodes lorsque le diélectrique le permet, et c'est ainsi qu'il change l'état entre une valeur de magasin de données et une autre.
Ce type de mémoire simplifie grandement la complexité du contrôleur, il est donc également beaucoup moins cher à fabriquer en utilisant des matériaux très courants, n'étant pas composé de transistors (ce qui simplifie à son tour sa conception) et ayant une consommation inférieure (jusqu'à 20 fois moins que NAND), avec une plus grande longévité (10 fois plus que NAND) et aussi avec la possibilité de l'empiler pour augmenter considérablement la densité.
En outre, l'un des principaux avantages de conception de cette technologie est que le niveau de tension requis est inférieur à celui d'autres technologies, réduisant ainsi la consommation et la rendant très intéressante pour les systèmes à faible consommation ou d'alimentation. La lecture de la mémoire est résistive comme son nom l'indique, ce qui simplifie également le circuit de lecture des cellules de mémoire.
Pourquoi cette mémoire n'a-t-elle pas été mise en œuvre sur le marché?
Comme nous l'avons vu, la mémoire ReRAM semble n'avoir que des avantages et pas d'inconvénients, car elle a de meilleures performances, une consommation plus faible et est également moins chère à fabriquer. Cela dit, il est inévitable de se demander ce qui se passe pour qu'il ne soit pas déjà implanté sur le marché, et pour répondre à cette question il faut regarder en arrière pour connaître l'histoire de son développement.
En 2012, Rambus a acquis une société RRAM appelée Unity Semiconductor; Panasonic a publié un kit d'évaluation la même année afin que les fabricants puissent tester ses fonctionnalités, mais ce n'est qu'en 2013 que Crossbar a présenté le premier prototype en forme de tampon capable de stocker 1 To d'informations (et rappelez-vous que c'était en 2013, lorsque 1 To du stockage était scandaleux) qui a commencé à prendre de l’importance et à monopoliser l’intérêt des fabricants. L'entreprise a annoncé qu'elle avait déjà prévu la production en série de ce souvenir pour 2015.
Le problème est que les fabricants semblent être en désaccord sur la meilleure combinaison de matériaux pour réaliser ce type de mémoire. Le kit d'évaluation initial de Panasonic utilisait de l'oxyde de tantale 1T1R (1 transistor - 1 résistance) comme architecture de cellule de mémoire, tandis que le prototype Crossbar utilisait une structure de mémoire Ag / a-Si-Si qui ressemblait à une CBRAM mais à base d'argent. Depuis, nous avons vu pas mal de prototypes de ReRAM basés sur différents matériaux électriques, des pérovskites (PCMO), des oxydes de métaux de transition (NiO ou TiO2) aux chalcogénures à changement de phase (Ge2Db2Te5).
Pour l'instant, la terminologie et l'applicabilité d'un memristor à tout dispositif physique continue d'être discutée. Il est toujours contesté si les éléments de commutation résistifs RRAM sont couverts par la théorie actuelle des memristors, et à cela il faut ajouter qu'il n'y a pas quelques entreprises qui développent encore leur ingénierie, donc en bref, aucune entreprise n'a encore présenté un modèle définitif qui peut être produit en série pour une utilisation dans des appareils réels.
Bien que cette technologie soit anticipée comme une possibilité remplacement de la mémoire Flash (pas RAM), le rapport coût / bénéfice et les performances de production de ReRAM n'ont pas été prouvés aux entreprises pour envisager de faire un changement ou de démarrer une production de masse. Il existe une longue liste de matériaux, comme nous l'avons dit, qui peuvent être utilisés pour fabriquer ce type de mémoire, et comme il y a à chaque fois des découvertes de nouvelles technologies ou de nouveaux matériaux pour cela, pour l'instant ils ne se sont pas mis d'accord et, pour cela n'est pas encore fabriqué.
