Открытие названо важной вехой на пути развития такого типа памяти. По словам исследователей, до сих пор конструкторы создавали только однослойные чипы емкостью 64 Мбит, которые можно было объединять в блок с другими точно такими же микросхемами.

Как считает заслуженный инженер Numonyx Грег Этвуд, новое достижение компаний в области наращиваемого варианта памяти PCM, получившего название PCM-stackable (PCMS), позволит проектировать изделия, которые вытеснят с рынка микросхемы DRAM, NOR и NAND благодаря более высокой пропускной способности, увеличенной плотности и цене, которая в пересчете на гигабайт окажется вполне сравнимой с ценой современных твердотельных накопителей.

"Мы можем обеспечить функциональность и производительность памяти с изменением фазового состояния по цене, характерной для структуры NAND, -- подчеркнул Этвуд. -- Особый интерес это представляет в связи со сложностями, с которыми придется столкнуться существующим технологиям энергонезависимой памяти в следующем десятилетии, на фоне продолжающейся экспансии микросхем PCM".

Обе компании занимаются технологиями PCM с 2000 года, а PCMS - с 2002 года. Однако директор Intel по разработке технологий памяти Эл Фазио не видит ничего необычного в том, что на создание нового типа памяти ушло целых десять лет.

Прорыва удалось добиться в области технологии PCM, уже применяемой в производстве и успевшей, в отличие от других концепций многослойной памяти, на деле доказать свои преимущества. Именно она и становится основным кандидатом на роль будущего лидера.

Среди других проектируемых сегодня энергонезависимых технологий памяти можно выделить графитовую и трековую (Racetrack) память.

Сроки вывода продуктов PCMS на рынок в Intel и Numonyx пока не определены.

Память с изменением фазового состояния изготавливается из стеклоподобного материала халькогенида, который под воздействием небольшого электрического напряжения переходит из кристаллического состояния в аморфное.

Применяемая сегодня литографическая технология флэш-памяти NAND имеет норму проектирования 32 нм. В дальнейшем планируется довести ее до 20 нм. Обеспечить еще более высокую плотность не позволяют ограничения физической природы.

Норма проектирования для PCM уже сегодня составляет 5 нм, причем имеются резервы для дальнейшего увеличения плотности.

Структура типичной ячейки энергонезависимой памяти предусматривает наличие элемента хранения и переключающего элемента. Первый предназначен для организации энергонезависимого хранения данных, а переключающий элемент -- для объединения элементов хранения в узловой массив. Это позволяет выбирать отдельный элемент хранения среди огромного количества ячеек, число которых может достигать миллиарда и более.

В отличие от флэш-памяти NAND, у которой при записи новых данных в устройство (например, на твердотельный накопитель) всякий раз перезаписывается целый блок ячеек, память PCM позволяет менять отдельные биты, обеспечивая тем самым существенное повышение производительности и эффективности.

"Новая среда обладает малым временем задержки и высокой пропускной способностью, сочетая в себе свойства, присущие флэш-памяти NAND и NOR, а также оперативной памяти DRAM", -- отметил Фазио.

Столь значительно продвинуться в области создания многослойной памяти PCMS удалось за счет использования тонкопленочного переключающего модуля, изготовленного из материала того же класса, что и халькогенид, и размещаемого поверх кремниевой подложки. Тонкопленочный переключающий модуль Ovonic Threshold Switch (OTS) играет роль резистора, помещенного между отдельными слоями чипа PCM.

"Переключатель работает подобно диоду, -- пояснил Этвуд. -- В выключенном состоянии через него проходит небольшой, а во включенном -- сильный ток. Сочетание OTS с тонкопленочным материалом хранения (аналогичный материал используется в настоящее время в памяти с изменением фазового состояния) позволяет выстраивать многослойные ячейки. В отличие от современных продуктов PCM, кремниевая подложка не используется в качестве переключателя, а выполняет роль схем поддержки, которые нужны для выполнения операций декодирования, записи и считывания информации из ячейки. С учетом всего этого площадь кристалла оказывается значительно меньше, что снижает стоимость устройств памяти".

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями