Nevolatilní paměť

Inovace v oboru nevolatilních pamětí s nízkou latencí díky nejmodernějším materiálům a výzkumu zařízení

V současné době se pro paměti, ke kterým přistupuje procesor, využívají dvě různé technologie: SRAM a DRAM. Obě jsou volatilní, tedy energeticky závislé, což znamená, že se v nich uložená data ztratí, když se vypne nebo vypadne napájení. Nyní se zkoumá a vyvíjí nová třída persistentní paměti SCM (Storage Class Memory), které je nevolatilní, což znamená, že se data při výpadku napájení neztratí.

Storage Class Memory

Latence paměťové buňky udává dobu, která uběhne mezi žádostí procesoru o data a jejich dodáním do procesoru. Latence se liší podle aplikace nebo případu užití a také podle architektury procesoru a paměti. Paměti DRAM mívají obvykle latenci v rozsahu od 15 do 100 nanosekund, zatímco paměti NAND mívají latence od 80 do 120 mikrosekund. A právě tato velká mezera mezi uvedenými latencemi je cílem pamětí SCM (Storage Class Memory).

Některé návrhy pamětí SCM, tedy nevolatilních pamětí s nízkou latencí, mohou směle soupeřit s pamětmi DRAM. Jedním takovým typem je magnetorezistivní paměť MRAM (Magnetoresistive Random-Access Memory). Latence jiných technologií se nachází někde mezi pamětmi DRAM a disky SSD. Jde například o paměti PCM (Phase Change Memory) nebo ReRAM (Resistive Random-Access Memory). Další technologie a návrhy paměťových buněk jsou popsané v literatuře a nové a neobvyklé buňky zkoumají různé univerzity a laboratoře po celém světě.

Snahy společnosti Western Digital v oblasti nevolatilních pamětí

Skupina NVM ve výzkumném týmu společnosti Western Digital má za úkol hodnotit všechny kandidáty na konstrukci paměťových buněk NVM.  

Taková buňka musí data nejen udržet, ale musí je dokázat uchovat po komerčně přijatelnou dobu. Rychlost takové buňky musí spadat do cílové latence pro paměti SCM a požadavkům na paměti SCM musí vyhovovat i životnost takových buněk. Buňky musejí být vyrobitelné pomocí současných výrobních prostředků pracujících s křemíkem a jejich technologie musí být škálovatelná do menších a menších výrobních procesů, pokud má být na trhu s úložišti konkurenceschopná.  

Aby tuto misi dokázal tým NVM splnit, musí zkoumat současné a nové materiály, vytvářet paměťové buňky a poté je testovat a popisovat vzhledem k cílovým specifikacím buněk pro NVM paměti SCM.  

Slibné technologie paměťových buněk je třeba optimalizovat. Žádná buňka nedokáže splnit úplné specifikace při prvním zkoušení, takže je třeba vybrat ty vhodné a optimalizovat je (pomocí materiálů, výrobního procesu apod.). Navíc je třeba prozkoumat změny vlastností buněk při změně jejich velikosti a určit tak, zda je technologie škálovatelná.  

Jakmile výzkumný tým NVM identifikuje vhodnou paměťovou buňku, spolupracuje s dalšími týmy společnosti Western Digital, aby zjistili, co by bylo potřeba k přípravě této technologie do výroby a k výrobě samotných produktů. K tomu také patří různé další úkoly od integrace do operačního systému až po přípravu závodu na výrobu nové technologie.

Nanolaboratoř společnosti Western Digital

Aby bylo možné tyto cíle splnit, postavila naše výzkumná organizace nanolaboratoř, která je v oboru úložišť a pamětí zcela jedinečná.

Laboratoř disponuje sadou nástrojů pro nanášení tenkých vrstev a vzorů, měřicími přístroji a modelovacími kapacitami pro výrobu, studium a vývoj nových materiálů pro zařízení v měřítku nanometrů.

Na tyto materiály pak stejná laboratoř nanáší vzory a další vrstvy jiných materiálů a vyrábí zařízení a testovací obvody v měřítku nanometrů. Cyklus vývoje materiálů, návrhu zařízení, výroby a testování završuje zkoušení pomocí dalších sad elektronických nástrojů umožňujících provádět jejich charakterizaci.

Další informace
Kontaktujte nás

Vyrazte s námi na cestu technologických inovací

Zobrazit naše volná místa pro techniky