Samsung представила 3D-память, Crossbar заявила о прорыве в RRAM

В понедельник представители компании «Самсунг электроникс» заявили ^[1] о начале производства трёхмерных вертикальных микросхем NAND. В чипах флэш-памяти нового типа благодаря структуре из слоёв кремния достигаются лучшие характеристики в сравнении с двумерными чипами; согласно заявлению корейской компании надёжность увеличится в 2—10 раз, а производительность процесса записи — в два раза. Таким образом «Самсунг» стала первой компанией в мире, запустившей массовое прозводство 3Д-чипов NAND-памяти.

Новая технология будет использоваться в широком круге задач, в том числе и для создания твёрдотельных накопителей объемом от 128 гигабайт до 1 терабайта. Продольная плотность записи новых микросхем составляет 128 бит, и они построены на основе технологии объемной памяти с ловушкой заряда (3D Charge Trap Flash). Обычная Charget Trap Flash впервые была представлена «Самсунгом» ещё в 2006 году.

Количество вертикальных слоёв микросхем достигает 24, но толщина их измеряется нанометрами, поэтому даже в микрометровом масштабе утолщение не будет заметно. Эксперты отмечают, что пределы количества слоёв пока неизвестны: сегодня это 24, в следующем поколении будет 32, а затем и это число увеличится.

Причины ухода в объемные слои вполне очевидны: в последнее время плоское масштабирование становится всё сложней и сложней. С уменьшением техпроцесса плоских микросхем NAND увеличивается число утечек электронов, что создаёт ошибки данных, исправить которые можно лишь добавлением новых усложнённых кодов коррекции ошибок.

В объемных чипах используется старый техпроцесс в 40 и 50 нанометров. (Для сравнения: сегодня NAND-память использует техпроцесс порядка 20 нм.) Это обусловлено минимальной толщиной изолятора между слоями, влияющей также на надежность и производительность. Однако, производительность 3Д-чипов на старом техпроцессе выше, чем у плоской 10-нанометровой NAND-памяти.

Разработка объемных чипов отняла у «Самсунга» около 10 лет, компания сделала более 300 заявок на патент по всему миру. Представители компании уверены, что новая технология открывает дорогу к терабитным чипам NAND-памяти.

В данный момент в качестве замены флэш-памяти NAND рассматриваются микросхемы на основе графена, память с изменением фазового состояния, Racetrack memory и резистивная RAM. Память последнего типа обещает представить американкий стартап Crossbar ^[2], согласно заявлениям компании ^[3], их RRAM-чипы достигнут 20-кратного превосходства в скорости записи над памятью типа NAND, а энергопотребление будет составлять лишь часть от запросов привычной флэш-памяти.

Компания из центра Кремниевой долины — города Санта-Клара — заявила, что им удалось достигнуть работоспособной «простой и масштабируемой» трёхслойной структуры, благодаря чему с использованием 3Д-технологий на одном чипе размером с почтовую марку (200 мм²) будет возможно уместить до 1 терабайта информации.

Обещаемое превосходство над сегодняшними пределами NAND-флэш велико: 20-кратное уменьшение энергопотребления, 20-кратное увеличение скорости записи, 10-кратное увеличение износостойкости при уменьшении размера чипа в два раза. Чипы памяти «Кроссбара» будут обладать легчайшей интеграцией в системы на кристалле.

Инвесторы не обошли вниманием многообещающий стартап: «Кроссбар» получил 25 млн. долларов от фондов Kleiner Perkins Caufield & Byers, Artiman Ventures и Northern Light Venture Capital. Помог этому факт того, что компания уже сумела создать рабочий прототип на производственных мощностях одного из её партнёров. Судя по как минимум трём патентам ^[4] главы компании, намерения «Кроссбара» серьёзны.

Подобно флэш-памяти RRAM энергонезависима, то есть информация на ней не будет сброшена и при отсутствии питания. Согласно прогнозам компании скорость записи составит 140 МБ/с, скорость чтения — 17 МБ/с с случайной задержкой чтения в 30 наносекунд. Три слоя чипов состоят из (снизу вверх) неметаллического электрода внизу, слоя аморфного кремния и металлического электрода.

Автор: FakeFactFelis

Источник ^[5]