Pamięć nieulotna

Innowacje w dziedzinie pamięci nieulotnej o niewielkich opóźnieniach, oparte na najnowocześniejszych materiałach i badaniach nad urządzeniami

Jako pamięć, do której ma dostęp procesor, stosowane są obecnie dwie różne technologie: SRAM i DRAM. Obydwie są ulotne, co oznacza, że przechowywane dane zostaną utracone w przypadku awarii lub wyłączenia zasilania. Prowadzone są badania i prace nad nową klasą pamięci (Persistent lub Storage Class Memory, SCM), która jest nieulotna, tzn. dane nie znikają po utracie zasilania.

Storage Class Memory

Opóźnienie komórki pamięci jest miarą czasu potrzebnego na zwrócenie do procesora danych żądanych przez procesor; opóźnienie zależy od aplikacji lub zastosowania, a także od architektury procesora i pamięci. Ogólnie rzecz biorąc, DRAM ma opóźnienia w zakresie od 15 do 100 nanosekund, podczas gdy NAND ma opóźnienia w zakresie od 80 do 120 mikrosekund. Różnica między tymi opóźnieniami jest celem dla „Storage Class Memory” (SCM).

Niektóre konstrukcje pamięci SCM lub pamięci nieulotnej o małych opóźnieniach mogą konkurować z pamięcią DRAM: jednym z jej typów jest MRAM (Magnetoresistive Random-Access Memory). Inne technologie mają opóźnienia pomiędzy DRAM i SSD, takie jak PCM (Phase Change Memory) lub ReRAM (Resistive Random-Access Memory). Inne technologie i konstrukcje komórek pamięci są opisane w literaturze, a nowe i nowatorskie komórki są badane na różnych uniwersytetach i w laboratoriach na całym świecie.

Wysiłki firmy Western Digital w zakresie pamięci nieulotnej

Grupa NVM w ramach zespołu badawczego Western Digital ma za zadanie ocenić wszystkie kandydujące konstrukcje komórek pamięci NVM.  

Komórka pamięci musi nie tylko przechowywać dane, ale także zachowywać je przez akceptowalny z handlowego punktu widzenia czas. Szybkość działania ogniwa musi mieścić się w docelowym opóźnieniu dla SCM, a czas życia ogniwa musi spełniać wymagania dla SCM. Jeśli ogniwo ma być konkurencyjne na rynku pamięci masowych, musi być możliwe do wyprodukowania przy użyciu obecnego sprzętu do produkcji krzemu, a technologia musi być skalowalna do coraz mniejszych węzłów.  

Aby zrealizować to zadanie, zespół NVM musi zbadać istniejące i nowe materiały, wyprodukować komórki pamięci, a następnie przetestować je i scharakteryzować w odniesieniu do docelowej specyfikacji komórki SCM NVM.  

Obiecujące technologie komórek pamięci muszą być optymalizowane, żadna komórka nie wykaże pełnej specyfikacji przy pierwszym badaniu; obiecujące komórki muszą być optymalizowane (materiały, procesy produkcyjne itp.). Ponadto należy zbadać zmiany właściwości komórek w zależności od ich wielkości, aby ustalić, czy technologia ta jest skalowalna.  

Po zidentyfikowaniu odpowiedniej komórki pamięci zespół NVM Research współpracuje z innymi zespołami w Western Digital, aby zbadać, co jest potrzebne do wdrożenia technologii i wykorzystania jej w produkcie. Wymaga to wielu działań, od integracji z systemem operacyjnym po budowę fabryki produkującej nową technologię.

Laboratorium nanoskalowe Western Digital

Aby zrealizować te cele, organizacja badawcza zbudowała laboratorium nanoskalowe, które jest unikalne w branży magazynów danych i pamięci.

Laboratorium dysponuje zestawem narzędzi do osadzania cienkich warstw, narzędzi do modelowania, sprzętu do cechowania oraz możliwości modelowania, które pozwalają na wytwarzanie, badanie i opracowywanie nowych materiałów do urządzeń w nanoskali.

Materiały te są następnie modelowane i nakładane na inne materiały w celu wytworzenia urządzeń i obwodów testowych w nanoskali – wszystko to odbywa się w tym samym laboratorium. Testowanie za pomocą innego zestawu narzędzi do cechowania elektrycznego kończy cykl opracowywania materiałów oraz projektowania, produkcji i testowania urządzeń.

Więcej informacji
Kontakt z nami

Dołącz do nas w podróży ku innowacji technologicznej

Sprawdź nasze wolne stanowiska techniczne