Еще в 2013 году производитель Crossbar объявил о выпуске первого ReRAM микросхемы, также известные как RRAM или резистивные Оперативная память, которым они обещали производительность до 100 раз выше чем традиционная оперативная память того времени. В этой статье мы расскажем вам, что такое ReRAM, как он работает по отношению к традиционной памяти, которую мы все сейчас используем, и что с ней произошло, так что она стала застойной.
Как вы хорошо знаете, то, что современные технологии развиваются и повышают их эффективность и производительность, не означает, что не исследуются альтернативы, которые могут полностью изменить оборудование в том виде, в котором мы его знаем. Одной из этих альтернатив является резистивная память, которая сочетает в себе преимущества памяти NAND и DRAM в одном продукте, предлагая заметные улучшения производительности, но которая по какой-то причине не вышла на рынок.
Что такое ReRAM, RRAM или резистивная память?
Память ReRAM - это тип энергонезависимой памяти (и это одно из отличий от обычной оперативной памяти, которая является энергозависимой, а это означает, что когда она перестает получать питание, содержащиеся в ней данные теряются), которую она объединяет, так как Мы уже говорили о преимуществах памяти DRAM и NAND в одном продукте. Он состоит из трех слоев: верхнего (металлический электрод), нижнего (неметаллический электрод) и центрального, который действует, как если бы это был переключатель, определяющий сохраняемый бит (единицы и нули, когда 1 подключен, а 0 не подключен).
RRAM работает путем изменения сопротивления с использованием твердотельного диэлектрического материала, также известного как мемристанс, аналогично памяти CBRAM (Conductive Bridge RAM) и PCM (Phase Change Memory).
ReRAM работает иначе, чем NAND-память или RAM. В отличие от памяти NAND, эта технология не использует транзисторы для хранения заряда, а вместо этого использует многоуровневую структуру для хранения данных. Ячейка RRAM имеет три слоя с диэлектриком в середине, который определяет, хранит ли ячейка ноль или единицу.
Верхний слой имеет металлический электрод, в то время как нижний слой имеет неметаллический электрод, поэтому верхний слой способен отдавать металлические ионы нижнему слою, создавая проводящую нить между обоими электродами, когда это позволяет диэлектрик, и вот как это изменяет состояние между одним значением хранилища данных и другим.
Этот тип памяти значительно упрощает сложность контроллера, поэтому он также намного дешевле в производстве, используя очень распространенные материалы, не состоящий из транзисторов (что, в свою очередь, упрощает его конструкцию) и имеет меньшее потребление (до 20 раз). меньше, чем NAND), с большей долговечностью (в 10 раз больше, чем NAND), а также с возможностью штабелирования для значительного увеличения плотности.
Кроме того, одним из основных конструктивных преимуществ этой технологии является то, что требуемый уровень напряжения ниже, чем у других технологий, что снижает потребление и делает ее очень привлекательной для систем с низким энергопотреблением или энергоснабжения. Считывание памяти является резистивным, как следует из названия, что также упрощает схему чтения ячеек памяти.
Почему эта память не реализована на рынке?
Как мы видели, память ReRAM имеет только преимущества и не имеет недостатков, поскольку она имеет лучшую производительность, меньшее потребление и более дешевую в производстве. Тем не менее, неизбежно спросить себя, что происходит, чтобы это еще не было имплантировано на рынок, и чтобы ответить на этот вопрос, мы должны оглянуться назад, чтобы узнать историю его развития.
В 2012 году Rambus приобрел компанию RRAM под названием Unity Semiconductor; Panasonic выпустила оценочный комплект в том же году, чтобы производители могли протестировать его функции, но только в 2013 году компания Crossbar представила первый прототип в форме штампа, способный хранить 1 ТБ информации (и помните, что это было в 2013 году, когда 1 ТБ хранилищ было возмутительно), что стало приобретать все большее значение и монополизировать интерес производителей. Компания объявила, что уже запланировала серийное производство этой памяти на 2015 год.
Проблема в том, что производители расходятся во мнениях относительно наилучшего сочетания материалов для изготовления такого типа памяти. Первоначальный оценочный комплект Panasonic использовал оксид тантала 1T1R (1 транзистор - 1 резистор) в качестве архитектуры ячейки памяти, в то время как прототип Crossbar использовал структуру памяти Ag / a-Si-Si, которая выглядела как CBRAM, но на основе серебра. С тех пор мы видели довольно много прототипов ReRAM, основанных на различных электрических материалах, от перовскитов (PCMO), оксидов переходных металлов (NiO или TiO2) до халькогенидов с фазовым переходом (Ge2Db2Te5).
На данный момент терминология и применимость мемристора к любому физическому устройству продолжают обсуждаться. До сих пор ведутся споры о том, охватываются ли резистивные переключающие элементы RRAM современной теорией мемристоров, и к этому следует добавить, что немало компаний все еще разрабатывают свои разработки, так что, короче говоря, ни одна компания еще не представила окончательная модель, которая может быть произведена серийно для использования в реальных устройствах.
Хотя эта технология ожидается как возможная замена флеш-памяти (не RAM), затраты / выгода и производственные характеристики ReRAM не были доказаны компаниями, чтобы рассмотреть возможность внесения изменений или запуска массового производства. Как мы уже говорили, существует длинный список материалов, которые могут быть использованы для производства этого типа памяти, и, поскольку каждый раз появляются открытия новых технологий или материалов для этого, на данный момент они не согласованы, и для этого еще не изготовлен.
