211service.com
Blīvāka, ātrāka atmiņa rada problēmas gan DRAM, gan Flash
Jauna veida atmiņas mikroshēma, ko jaunizveidotais uzņēmums tikko sācis testēt, varētu dot nākotnes viedtālruņiem un citām skaitļošanas ierīcēm gan ātruma, gan atmiņas palielinājumu. Tehnoloģija, kas pazīstama kā šķērsstieņa atmiņa, var uzglabāt datus aptuveni 40 reizes blīvāk nekā viskompaktākā šodien pieejamā atmiņa. Tas ir arī ātrāks un energoefektīvāks.
Vairāk atmiņas: Šajā elektronu mikrogrāfa attēlā redzamā atmiņas glabāšanas ierīce var ievērojami palielināt atmiņas karšu un citu digitālo datu krātuvju ietilpību.
Tehnoloģijas spēja uzglabāt daudz datu nelielā telpā varētu aizstāt zibatmiņas mikroshēmas, kas ir atmiņas karšu, dažu cieto disku un mobilo ierīču iekšējās atmiņas pamatā. Datiem var piekļūt un ierakstīt šķērssijas atmiņā pietiekami ātri, lai redzētu, ka tie, iespējams, konkurē ar DRAM, ko izmanto kā īstermiņa atmiņu skaitļošanas ierīcēs. Tehnoloģija ir ievērojami energoefektīvāka nekā zibspuldze un DRAM.
Tas būs daudz blīvāks un ātrāks par zibspuldzi, jo tas nav balstīts uz elektronu kustīgumu vai tranzistoriem, saka. Vejs Lū , Mičiganas Universitātes profesors, kura pētījumu rezultātā tika attīstīta šķērsstieņa atmiņa. Lu ir arī līdzdibinātājs un galvenais zinātnieks Santaklārā, Kalifornijā bāzētajam starta uzņēmumam Crossbar, kas komercializē tehnoloģiju. Viņš atzīmē, ka sākotnēji uzņēmums izstrādā savu tehnoloģiju, lai aizstātu zibatmiņu.
Demonstrācijas šķērsstieņa atmiņas mikroshēmas izgatavo TSMC, pasaulē lielākais līgumčipu ražotājs. Crossbar saka, ka pašreizējā tehnoloģijas versija var saglabāt vienu terabaitu datu (1000 gigabaitu) vienā mikroshēmā 200 kvadrātmilimetros, kas ir aptuveni pastmarkas lielumā. Salīdzinājumam, šobrīd tirgū pieejamās blīvākās zibatmiņas mikroshēmas vienā mikroshēmā glabā 16 gigabaitus. Mazākā šāda mikroshēma, ko Micron prezentēja šī gada maijā, ir 144 kvadrātmilimetru platībā.
Šķērsstieņa atmiņu sauc par vienkāršu nanomēroga struktūras dēļ, ko izmanto datu glabāšanai. Divi vienmērīgi izvietotu, stieņveida elektrodu slāņi ir sakrauti viens virs otra, un augšējā slāņa stieņi ir orientēti 90 grādu leņķī pret zemāk esošā slāņa stieņiem, veidojot režģi. Datu biti — 1s un 0s — tiek glabāti katrā krustojumā, kur krustojas dažādu slāņu elektrodi.
Šī pamata šķērsstieņa arhitektūra ir izmantota gadiem ilgi kā pamats jaunām idejām elektronikā, tostarp atmiņai (sk. Molekulārā atmiņa). Tomēr Lu versija atšķiras ar to, kā tā uzglabā datus krustojumos, katrā krustojumā izmantojot vienkāršu starpliku, kas izgatavots no amorfā silīcija, nevis eksotiskāku materiālu.
Šķērsstieņa mikroshēmās šī starplika atdala elektrodu no augšējā slāņa, kas izgatavots no sudraba, no apakšējā slāņa, kas izgatavots no nemetāla vadītāja. Biti tiek uzglabāti, ja starplikas ir pārslēgtas starp izolatoru un vadītāju — dažreiz ļaujot strāvai iet starp augšējo un apakšējo elektrodu, dažreiz bloķējot strāvu. Starplika var saglabāt savu stāvokli un līdz ar to mazliet bez strāvas.
Dati tiek ierakstīti, pieliekot noteiktu vadības spriegumu noteiktam šķērsstieņa savienojumam. Pozitīva sprieguma pielietošana liek sudraba nanodaļiņām izlīst no augšējā stieņa silīcija starplikā, galu galā iekļūstot pietiekami tālu, lai izveidotu elektrisko ceļu starp augšējo un apakšējo stieni, lai strāva varētu plūst. Izmantojot negatīvu vadības spriegumu, šo procesu var mainīt. Dati tiek nolasīti no šķērsstieņa atmiņas, pārbaudot katra krustojuma vadītspēju.
Mūsdienās ražotajās demonstrācijas mikroshēmās viens šķērsstieņa atmiņas struktūru slānis ir sakrauts virs parastās silīcija CMOS shēmas slāņa. Šī shēma nolasa, raksta un dzēš datus no šķērsstieņa atmiņas slāņiem virs galvas.
Uzņēmums Crossbar, kas ir saņēmis 25 miljonus USD investīciju finansējumu no Kleiner Perkins Caufield & Byers, Artiman Ventures un Northern Light Venture Capital, sāka strādāt, lai komercializētu Lu pētījumus 2010. gadā. Izšķiroša izstrādes procesa daļa bija jaunās tehnoloģijas pielāgošana masveida ražošanai. esošajās mikroshēmu rūpnīcās, saka Lu. Bija nepieciešami eksperimenti, lai noteiktu, kā novietot jaunās šķērsstieņa struktūras uz parastās CMOS shēmas. Jūs nevēlaties piesārņot CMOS slāni vai paaugstināt temperatūru tik daudz, ka tas tiek sabojāts, saka Lu.
Crossbar tehnoloģija gatavojas tirgum laikā, kad atmiņas ražotāji cenšas izspiest lielāku datu blīvumu no esošajām zibatmiņas veidošanas metodēm, saka Braiens Kronkvists, uzņēmuma viceprezidents. Monolīts 3D , uzņēmums, kas izstrādā 3-D mikroshēmu arhitektūras dizainus. Zibatmiņas mērogošanas veidi vairs nedarbojas.
Zibatmiņas mikroshēmas uzglabā datus kā uzlādes salas uz virsmas, taču šīs salas nevar tikt iepakotas ciešāk nekā mūsdienās, padarot blīvuma uzlabojumus praktiski neiespējamus. Tas ir mudinājis Samsung un Toshiba strādāt ar 3-D zibatmiņas mikroshēmām, kurās ir vairākas uzlādes glabāšanas virsmas. Samsung šā gada sākumā ražoja darba mikroshēmas, kas bija gatavas masveida ražošanai.
Tomēr Cronquist saka, ka šī pieeja nedos ieguvumus ilgāk par dažiem gadiem, tāpēc būs jāpārņem jauna tehnoloģija. Crossbar’s ir viens no iespējamiem sāncenšiem, viņš saka, cita starpā attīstībā.
Viens no tiem ir HP, kura pamatā ir elektrisks komponents, kas pazīstams kā memristors, kura pastāvēšana tika prognozēta 1971. gadā, bet pirmo reizi tika izgatavota tikai 2008. gadā (skatiet Memristor atmiņu, kas ir gatava ražošanai). HP vēl pagājušajā gadā paziņoja, ka šo tehnoloģiju laidīs klajā 2013. gada beigās, taču tā nesen nav apstiprinājusi savus plānus.