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硫系化合物相變存儲器

作者: 時間:2012-02-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
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硫系化合物相變存儲器
圖 4 – 采用45nm制造工藝的1Gb相變

開發(fā)一個有效且可靠的存儲元器件是PCM的成功關(guān)鍵。恒憶在Alverstone上首次定義并實現(xiàn)了一個創(chuàng)新的“墻壁”結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)保存期限和耐用性方面,Alverstone的可靠性測試結(jié)果非常出色,表明這項技術(shù)可以滿足市場對可靠性的期望和目標(biāo),即便在較高的密度節(jié)點也是如此。

PCM技術(shù)研發(fā)將沿著不同的路線并行前進(jìn)。為使采用BJT的單元沿著光刻技術(shù)發(fā)展路線達(dá)到最小的單元尺寸,主流的開發(fā)路線將以現(xiàn)有技術(shù)架構(gòu)的尺寸縮小為基礎(chǔ)。除廣泛使用的Ge2Sb2Te5以外,利用新的合金是另外一個重要的研究領(lǐng)域,因為這可能會開創(chuàng)全新的應(yīng)用領(lǐng)域;結(jié)晶速度極快或結(jié)晶溫度更高的合金將會有更好的前景 。

應(yīng)用領(lǐng)域廣闊

從應(yīng)用角度看,PCM可用于所有的系統(tǒng),特別適用于消費電子、計算機(jī)、通信三合一電子設(shè)備的存儲系統(tǒng)。PCM特別適用于無線通信系統(tǒng)的代碼執(zhí)行內(nèi)存。無線通信系統(tǒng)需要一個常駐代碼執(zhí)行內(nèi)存和小數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲器(表1)。以讀取延時短和覆寫速度快為亮點,PCM特別適用于無線系統(tǒng)的基帶和應(yīng)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不僅適用于從低密度到高密度的各種無線系統(tǒng)代碼執(zhí)行存儲器,還是處理最常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理想存儲解決方案。PCM的位可修改功能省去了對塊擦除的要求,同時還進(jìn)一步降低了對DRAM的需求,從而可以降低存儲子系統(tǒng)的成本。因為這些技術(shù)特色,PCM有望成為一個總體成本最低的可升級的存儲器子系統(tǒng)解決方案,同時還能滿足市場對高端多媒體無線設(shè)備的日益增長的性能需求。

(電子工程專輯)
表1 – 相變存儲器、浮柵非易失性存儲器(EEPROM、NOR閃存和NAND閃存)和DRAM存儲器關(guān)鍵特性對比

對于處理頻率幾乎最高的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),PCM還可在固態(tài)存儲器子系統(tǒng)內(nèi)兼做常讀存儲器,用于保存訪問頻率很高的頁面,在片內(nèi)處理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時,可用于存儲比較容易管理的元素,如奇偶位、壞塊表、塊頁映射表等。通過最大限度降低對NAND閃存的應(yīng)力,降低系統(tǒng)的總體成本,一顆低容量的PCM可大幅提升系統(tǒng)的可管理性。此外,當(dāng)很多塊內(nèi)都有被擦除的頁且存儲子系統(tǒng)接近全滿狀態(tài)時,存儲新數(shù)據(jù)需要多次擦除操作,才能釋放空間給新數(shù)據(jù)。這個特性會進(jìn)一步降低NAND閃存的可靠性,加快其達(dá)到耐用極限的時間。

以位可修改和高耐用性為特色,PCM可滿足重負(fù)荷使用的固態(tài)數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)的要求。

總之,已取得的技術(shù)成熟性、技術(shù)節(jié)點縮減前景和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域(可能會進(jìn)一步擴(kuò)展)正在為PCM技術(shù)未來十年在存儲器市場上發(fā)揮關(guān)鍵作用鋪平道路。


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