"Флэш-память" 4DS ReRAM покоряет скорости работы DRAM

Согласно давним планам, один из новых типов энергонезависимой памяти — MRAM, ReRAM, PRAM или какой-то ещё — должен заменить в вычислительных системах оперативную память DRAM и даже кэш-память SRAM. Это позволит появиться мгновенно включающимся и выключающимся компьютерам, а также защитит вычислительные платформы от сбоев питания и увеличит энергоэффективность подсистем памяти.

В последние годы на роль "непрерывной" памяти прочат резистивную память со случайным доступом или ReRAM. Так, например, крупнейший китайский контрактный производитель чипов — компания SMIC — лицензировала и подготовилась к выпуску встраиваемой памяти ReRAM по технологии компании Crossbar. Ячейка памяти ReRAM компании Crossbar работает на принципе обратимого формирования токопроводящих нитей из ионов серебра в рабочем слое ячейки.

Альтернативный подход подразумевает полную смену сопротивления всего рабочего слоя ячейки, когда рабочий слой под воздействием управляющего напряжения насыщается (или истощается) атомами кислорода. Такой подход использует другая компания — 4DS Memory Limited и, как сообщил представитель компании, достигнут заметный прогресс в повышении быстродействия ячейки 4DS ReRAM.

Новая патентованная конструкция ячейки 4DS Memory даёт возможность значительно снизить задержки на операциях чтения и восстановления данных. Типичная память ReRAM, по словам разработчиков, требует сложных алгоритмов и контроллеров для восстановления данных. Это увеличивает задержки при работе с памятью ReRAM. Этим в особенности страдает резистивная память на основе обратимого образования ионных нитей. Любая неоднородность в составе рабочего слоя препятствует образованию токопроводящих нитей, что можно преодолеть только с помощью увеличения рабочих токов. Это приводит к сильному разбросу рабочих параметров такой памяти ReRAM и к сложным алгоритмам коррекции ошибок.

Ячейка 4DS ReRAM MOHJO (Metal Oxide Hetero Junction) переключается сразу всем рабочим слоем, чему неоднородности никак не мешают. Рабочие токи остаются стабильными, а параметры предсказуемыми. Данные считываются быстро и с минимальным уровнем ошибок и не требуют сложных ECC-контроллеров. Тесты показали, что это позволило приблизить скорость чтения из памяти ReRAM к скорости чтения из памяти DRAM. Количественных показателей, увы, не предоставлено.

В заключение остаётся напомнить, что компания 4DS Memory Limited работает в стратегическом сотрудничестве с подразделением Hitachi GST компании Western Digital. Летом прошлого года Hitachi GST и 4DS Memory Limited приступили к новому этапу разработок, который, в частности, подразумевает увеличение устойчивости памяти ReRAM к износу. Опытные экземпляры 4DS ReRAM, выпущенные с использованием 50-140 нм техпроцесса, выдерживают по 10 000 циклов стирания на ячейку. Разработчики справедливо считают, что этот параметр необходимо увеличить.