Vídeo: What is ReRAM ??? (Outubro 2024)
Ontem, escrevi sobre os problemas enfrentados pelos fabricantes de memória flash NAND tradicional, o tipo de armazenamento que usamos em nossos smartphones, tablets e SSDs. A memória flash cresceu tremendamente na última década. A densidade aumentou à medida que os preços caíram rapidamente, a ponto de agora ser bastante comum ver pequenos notebooks que usam SSDs para substituir discos rígidos e sistemas corporativos que usam muito flash. Isso não substitui e nem substitui os discos rígidos, que permanecem mais baratos e mais espaçosos, mas trouxe muitas vantagens para os sistemas de armazenamento corporativo e móvel. No entanto, o dimensionamento tradicional do flash NAND parece estar chegando ao fim e, como resultado, estamos vendo muito mais atividade em torno de formas alternativas de memória.
Para resolver esses problemas, os desenvolvedores tentam criar novos tipos de memória não volátil, com mais atenção para coisas como STT-MRAM, memória de mudança de fase e RAM de acesso aleatório particularmente resistiva (RRAM ou ReRAM). Embora existam muitos tipos diferentes de RRAM, a célula básica geralmente consiste em um eletrodo superior e inferior separado por um material espaçador. Quando uma tensão positiva é aplicada, os filamentos condutores formam e a corrente flui através do material; quando uma tensão negativa é aplicada, os filamentos são quebrados e o espaçador atua como um isolador.
A RRAM e as outras alternativas foram muitas vezes concebidas como substitutas do flash NAND ou da DRAM tradicional, mas pelo menos inicialmente estão recebendo atenção especial como uma "memória de classe de armazenamento" (SCM) que ofereceria transferência rápida diretamente para a CPU (como DRAM) têm densidade mais alta (como o NAND Flash). A idéia é que você possa acessar muito armazenamento muito rapidamente, em vez de apenas uma pequena quantidade de DRAM muito rápida e, em seguida, uma quantidade maior de flash relativamente mais lento (geralmente feito em backup com discos rígidos ainda mais lentos, mas com mais capacidade). A chave para fazer esse trabalho é obter um pequeno "tamanho da célula" para armazenar os bits de memória, conectar as células e encontrar uma maneira de fabricar isso a um preço razoável. Obviamente, os sistemas e o software também precisariam ser re-arquitetados para aproveitar essas camadas de armazenamento adicionais.
O conceito está sendo pesquisado há muito tempo. Em 2010, a Unity Semiconductor (agora de propriedade da Rambus) mostrou um chip ReRAM de 64Mb. A HP tem falado sobre sua tecnologia de memristores, uma forma de ReRAM, nos últimos anos, e a empresa anunciou um plano para trabalhar com a Hynix Semiconductor para lançar um substituto para o flash NAND no verão de 2013. Isso obviamente ainda não aconteceu, mas muito progresso parece estar acontecendo no campo ReRAM.
Na Conferência Internacional de Circuitos dos Estados Sólidos (ISSCC) deste ano, a Toshiba e a SanDisk (que são parceiras em memória flash) exibiram um chip ReRAM de 32Gb e, no Flash Memory Summit da semana passada, várias empresas estavam mostrando novas tecnologias girando em torno de Tecnologia RRAM.
Um dos mais interessantes é o Crossbar, que utiliza células RRAM baseadas em íons de prata conectadas em um layout de "conjunto de barras" para aumentar a densidade. A empresa mostrou um protótipo, incluindo a memória e um controlador em um único chip na cúpula, e diz esperar que a tecnologia seja comercializada no próximo ano, embora os produtos finais não sejam exibidos até 2015. Crossbar diz que seu RRAM tem 50 latência vezes menor que o flash NAND e que os discos de estado sólido (SSDs) baseados nessa tecnologia não exigirão os caches de DRAM e o nível de desgaste comuns aos SSDs atuais de NAND.
A Crossbar diz que possui amostras de trabalho fabricadas pela TSMC e seu primeiro produto comercial será uma memória incorporada usada em um SoC, mas não divulgou muitos detalhes. No entanto, foi relatado que a empresa espera produzir um chip de 1 TB que mede cerca de 200 milímetros quadrados.
O SK Hynix, que também está trabalhando na tecnologia, falou sobre as vantagens da RRAM em oferecer menor latência e melhor resistência do que o NAND e como isso faz sentido na memória da classe de armazenamento. Os dispositivos RRAM podem ser formados com uma matriz de barras transversais ou com uma matriz vertical como 3D NAND, mas ambos têm desafios. Como resultado, a SK Hynix disse que os primeiros dispositivos RRAM, provavelmente por volta de 2015, serão duas a três vezes mais caros que o flash NAND e serão usados principalmente para aplicações de nicho de alto desempenho.
Enquanto isso, muitas outras empresas estão trabalhando no espaço. Enquanto a Toshiba e a SanDisk mostraram um chip de protótipo este ano, a Sony tem mostrado papéis RRAM desde 2011 e está trabalhando com a Micron para desenvolver um chip de 16Gb em 2015. Mas mesmo se a célula de memória e as matrizes funcionassem perfeitamente, ainda demoraria muito tempo. desenvolver os controladores e firmware para torná-los viáveis.
Dado todo o hype que acompanha as novas tecnologias e a tendência de expansão das tecnologias mais antigas do que as pessoas pensam, é improvável que os mercados de memória flash NAND ou DRAM desapareçam tão cedo e não me surpreenda ver o RRAM demorar mais para decolar do que pensam seus apoiadores. É provável que os produtos finais sejam muito diferentes dos protótipos que estão sendo mostrados. Mas está começando a parecer que a RRAM fará o salto do laboratório para o mercado comercial nos próximos dois ou três anos. Nesse caso, poderia ter um impacto profundo em como os sistemas são projetados.
