În 2013, producătorul Crossbar a anunțat producția primului ReRAM jetoane, cunoscute și sub numele de RRAM sau rezistive RAM, cu care au promis o performanță de până la 100 de ori mai mare decât memoria RAM tradițională de atunci. În acest articol vă vom spune ce este ReRAM, cum funcționează în ceea ce privește memoria tradițională pe care o folosim cu toții acum și ce s-a întâmplat, astfel încât a devenit stagnant.
După cum știți bine, că tehnologia actuală evoluează și îmbunătățirea eficienței și performanței acesteia nu înseamnă că nu sunt explorate alternative care pot schimba complet hardware-ul așa cum îl cunoaștem. Una dintre aceste alternative este memoria rezistivă, care combină avantajele amintirilor NAND și DRAM într-un singur produs, oferind îmbunătățiri notabile ale performanței, dar care, din anumite motive, nu a ajuns pe piață.
Ce este ReRAM, RRAM sau memoria rezistivă?
Memoria ReRAM este un tip de memorie non-volatilă (și aceasta este una dintre diferențele față de memoria RAM obișnuită, care este volatilă și asta înseamnă că atunci când încetează să primească energie, datele pe care le conținea sunt pierdute) pe care le combină, ca am mai spus, avantajele amintirilor DRAM și NAND într-un singur produs. Este alcătuit din trei straturi: unul superior (electrod metalic), unul inferior (electrod nemetalic) și unul central care acționează ca și cum ar fi un comutator care determină bitul care este stocat (unii și zerouri, fiind un 1 conectat și un 0 neconectat).
RRAM funcționează schimbând rezistența utilizând un material dielectric în stare solidă, cunoscut și sub numele de memristanță, într-un mod similar cu memoria CBRAM (Conductive Bridge RAM) și PCM (Phase Change Memory).
ReRAM funcționează diferit de modul în care funcționează memoria NAND sau RAM. Spre deosebire de memoria NAND, această tehnologie nu folosește tranzistoare pentru a stoca încărcarea, ci folosește în schimb un design stratificat pentru a stoca datele. O celulă RRAM are trei straturi cu un dielectric în mijloc care determină dacă celula stochează un zero sau unul.
Stratul superior are un electrod metalic, în timp ce stratul inferior are un electrod nemetalic, astfel încât stratul superior este capabil să cedeze ioni metalici către stratul inferior creând un filament conductiv între ambii electrozi atunci când dielectricul o permite, și așa este modifică starea între valoarea unui magazin de date și alta.
Acest tip de memorie simplifică foarte mult complexitatea controlerului, deci este, de asemenea, mult mai ieftin de fabricat utilizând materiale foarte obișnuite, nefiind alcătuit din tranzistoare (care la rândul său simplifică designul său) și având un consum mai mic (de până la 20 de ori) mai puțin decât NAND), cu longevitate mai mare (de 10 ori mai mare decât NAND) și, de asemenea, cu posibilitatea de a-l stiva pentru a crește foarte mult densitatea.
În plus, unul dintre principalele avantaje de proiectare ale acestei tehnologii este acela că nivelul de tensiune necesar este mai mic decât alte tehnologii, reducând astfel consumul și făcându-l foarte atractiv pentru sistemele de consum redus sau de putere. Citirea memoriei este rezistivă așa cum sugerează și numele, ceea ce simplifică și circuitul de citire a celulei de memorie.
De ce nu a fost implementată această memorie pe piață?
După cum am văzut, memoria ReRAM pare să aibă numai avantaje și niciun dezavantaj, deoarece are o performanță mai bună, un consum mai mic și este, de asemenea, mai ieftin de fabricat. Acestea fiind spuse, este inevitabil să ne întrebăm ce se întâmplă pentru a nu fi deja implantat pe piață și, pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să ne uităm înapoi pentru a cunoaște istoria dezvoltării sale.
În 2012, Rambus a achiziționat o companie RRAM numită Unity Semiconductor; Panasonic a lansat un kit de evaluare în același an, astfel încât producătorii să-i poată testa caracteristicile, dar abia în 2013 Crossbar a introdus primul prototip în formă de ștampilă capabil să stocheze 1 TB de informații (și amintiți-vă că a fost în 2013, când 1 TB de depozitare a fost revoltător) care a început să capete importanță și să monopolizeze interesul producătorilor. Compania a anunțat că au planificat deja producția în serie a acestei memorii pentru 2015.
Problema este că producătorii par să nu fie de acord cu cea mai bună combinație de materiale pentru a face acest tip de memorie. Trusa de evaluare inițială a Panasonic a folosit oxid de tantal 1T1R (1 tranzistor - 1 rezistor) ca arhitectură a celulei de memorie, în timp ce prototipul Crossbar a folosit o structură de memorie Ag / a-Si-Si care arăta ca o CBRAM, dar bazată pe argint. De atunci am văzut destul de multe prototipuri ReRAM bazate pe diferite materiale electrice, de la perovskite (PCMO), oxizi metalici de tranziție (NiO sau TiO2) până la calcogenide cu schimbare de fază (Ge2Db2Te5).
Deocamdată, terminologia și aplicabilitatea unui memristor la orice dispozitiv fizic continuă să fie discutate. Este încă contestat dacă elementele de comutare rezistive RRAM sunt acoperite de teoria actuală a memristorilor și la aceasta trebuie adăugat că nu sunt puține companii care își dezvoltă încă ingineria, așa că pe scurt, nicio companie nu a prezentat încă un model definitiv care poate fi produs în serie pentru utilizare în dispozitive reale.
Deși această tehnologie este anticipată ca fiind posibilă înlocuitor pentru memoria Flash (nu RAM), costul / beneficiul și performanța producției ReRAM nu au fost dovedite companiilor să ia în considerare modificarea sau să înceapă producția în serie. Există o listă lungă de materiale, așa cum am spus, care pot fi folosite pentru fabricarea acestui tip de memorie și, de fiecare dată când există descoperiri de noi tehnologii sau materiale pentru acest lucru, deocamdată nu au fost de acord și, pentru acest lucru, nu este încă fabricat.
