Naginanie pamięci

Czy rewolucja technologiczna już wkrótce zmiecie z rynku standardowe układy pamięci półprzewodnikowych?

Czy rewolucja technologiczna już wkrótce zmiecie z rynku standardowe układy pamięci półprzewodnikowych?

Nowego typu pamięci NRAM mogą już wkrótce zastąpić wykorzystywane obecnie układy DRAM, SRAM i Flash. Tak przynajmniej twierdzą przedstawiciele firmy Nantero, która opracowała technologię wytwarzania nowej generacji nieulotnych pamięci NRAM (Nanotube-based/Nonvolatile RAM) wykorzystujących miniaturowe włókna węglowe (carbon nanotube).

Szybciej i taniej

Na razie większość serwerów i stacji roboczych wykorzystuje względnie tanie pamięci ulotne, wymagające stałego zasilania zewnętrznego - DRAM (stosowane jako pamięć generalnego użytku) lub SRAM (szybkie pamięci stosowane zwykle jako bufory pamięci podręcznej). Pamięci nieulotne w znanej nam formie (zwykle są to pamięci typu Flash), owszem, mogą przechowywać dane bez zasilania zewnętrznego, jednak ich wydajność, energochłonność, a także cena, pozostawiają wiele do życzenia.

Producenci pamięci już od lat starają się więc opracować nowe technologie, które umożliwiłyby wytwarzanie tanich, szybkich i energooszczędnych pamięci nieulotnych. Dotychczas sądzono, że technologią, która ma szansę spełnić tak postawione wymagania, jest pamięć MRAM (Magnetic RAM). Okazuje się, że pomysłów jest więcej.

Według Nantero technologia NRAM umożliwia wytwarzanie układów o krótszym czasie dostępu do danych niż SRAM (co zasługuje na uwagę, ponieważ układy SRAM są bardzo szybkie), większej gęstości opakowania niż DRAM (a więc również niż Flash), a także o mniejszych wymaganiach pod względem zasilania. Ponadto układy NRAM mają być odporne na zewnętrzne promieniowanie, które mogłoby zmienić zawartość pamięci.

Z praktycznego punktu widzenia najważniejszą zaletą NRAM jest możliwość wytwarzania pamięci przy wykorzystaniu standardowych linii produkcyjnych CMOS, a więc wyjątkowo niskie koszty, jak na technologię nowej generacji.

Elastyczne mosty

Komórki pamięci NRAM mają postać "mostków" zwłókien o nanometrowej grubości (1 nanometr to jedna miliardowa część metra - 10-9 m) i długości 100 nanometrów przymocowanych do płytek krzemowych i zawieszonych na wysokości 13 nanometrów nad dodatkową elektrodą. Po przyłożeniu napięcia włókna te ulegają zgięciu i dotykają elektrody, zamykając obwód elektryczny. Stan ten jest trwały do momentu zmiany polaryzacji napięcia sterującego, które powoduje wyprostowanie włókna i rozłączenie obwodu elektrycznego.

Nantero zaprezentowała działający prototyp 10 GB pamięci NRAM. Uruchomienie produkcji wymaga jednak opracowania efektywnego procesu technologicznego pozwalającego na wytwarzanie odpowiednio czystych i regularnych struktur na masową skalę.

Aby to uzyskać, Nantero współpracuje obecnie z LSI Logic, która planuje wykorzystanie pamięci NRAM w swoich specjalizowanych układach ASIC. Firma ta przewiduje, że masowa produkcja zostanie uruchomiona najprawdopodobniej w 2006 r. Nantero podpisała też umowy licencyjne z innymi liczącymi się na rynku producentami układów półprzewodnikowych, ale szczegóły na ten temat nie są na razie ujawniane.

Technologia kontra biznes

Jeśli sprawdzą się przewidywania Nantero, układy NRAM mogą całkowicie zmienić rynek pamięci półprzewodnikowych. Ale zależy to nie tylko od fizycznych możliwości technologii mikrowłókien węglowych, lecz także od reakcji największych producentów, którzy inwestują ogromne sumy w rozwój takich technologii, jak DRAM czy Flash i niekoniecznie muszą być zainteresowani szybką implementacją nawet najlepszych, rewolucyjnych pomysłów, mogących zburzyć ich plany biznesowe.


TOP 200