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記憶體/儲存  

PCM可望成為未來十年的主流記憶體技術

上網時間: 2010年07月05日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:相變記憶體  PCM  5nm  記憶體  GST 

開發一個有效且可靠的記憶體零組件是PCM的成功關鍵。恆憶在Alverstone上首次定義並實現了一個創新的‘牆壁’結構。在數據保存期限和記憶體耐用性方面,Alverstone的可靠性測試結果非常出色,顯示這項技術可以滿足市場對可靠性的期望和目標,即便在較高的密度節點也是如此。

PCM技術研發將沿著不同的路線平行前進。為使採用BJT的單元沿著微影技術發展路線達到最小的單元尺寸,主流的開發路線將以現有技術架構的尺寸縮小為基礎。除廣泛使用的Ge2Sb2Te5以外,利用新的硫系合金是另外一個重要的研究領域,因為這可能會開創全新的應用領域;結晶速度極快或結晶溫度更高的合金將會有更好的前景。

應用領域廣闊

從應用角度看,PCM適用於所有的記憶體系統,特別適用於消費電子、電腦、通訊三合一電子設備的記憶體系統。PCM特別適用於無線通訊系統的程式碼執行記憶體。無線通訊系統需要一個常駐程式碼執行記憶體和小數據結構記憶體(表1)。以讀取延遲短和覆寫速度快為亮點,PCM特別適用於無線系統的基頻和應用處理。雖然頁面比較小,讀取速度比DRAM慢,但是還在同一等級上。這個特性使PCM不僅適用於從低密度到高密度的各種無線系統程式碼執行記憶體,還是處理最常用的數據結構的理想記憶體解決方案。PCM的位元可修改功能省去了對區塊擦除的要求,同時還進一步降低了對DRAM的需求,因而可以降低記憶體子系統的成本。因為這些技術特色,PCM可望成為一個總體成本最低的可升級的記憶體子系統解決方案,同時還能滿足市場對高階多媒體無線設備的日益成長的性能需求。

表1:相變記憶體、浮閘非揮發性記憶體(EEPROM、NOR快閃記憶體和NAND快閃記憶體)和DRAM記憶體關鍵特性對比。
表1:相變記憶體、浮閘非揮發性記憶體(EEPROM、NOR快閃記憶體和NAND快閃記憶體)和DRAM記憶體關鍵特性對比。

對於處理頻率幾乎最高的數據結構,PCM還可在固態記憶體子系統內兼做常讀記憶體,用於保存存取頻率很高的頁面,在晶片內部處理數據結構時,適用於儲存比較容易管理的元素,如奇偶位元、壞區塊表、區塊頁映射表等。透過大幅降低對NAND快閃記憶體的應力,降低系統的總體成本,一顆低容量的PCM可大幅提升系統的可管理性。此外,當很多區塊內都有被擦除的頁面且記憶體子系統接近全滿狀態時,儲存新數據需要多次擦除作業,才能釋放空間給新數據。這個特性會進一步降低NAND快閃記憶體的可靠性,加速其達到耐用極限的時間。

以位元可修改和高耐用性為特色,PCM可滿足重負載使用的固態數據記憶體子系統的要求。

技術成熟性、技術節點微縮前景和廣泛的應用領域(可能會進一步擴展)正為PCM技術未來十年在記憶體市場上發揮關鍵作用鋪平道路。

作者: Roberto Bez

恆憶研發中心技術開發部研究員


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