Mała firma zmieni rynek pamięci masowych

[image=crossbar]

Powszechnie wiadomo, że półprzewodnikowe pamięci nieulotne NAND, używane choćby w dyskach typu SSD, mają swoje ograniczenia. Podstawowym ograniczeniem pamięci typu NAND jest ich niewielka, w stosunku do tradycyjnych dysków twardych pojemność. Choć tradycyjne dyski magnetyczne (HDD) osiągają już pojemności rzędu 8TB, to dyski półprzewodnikowe (SSD) w podobnej cenie oferują pojemności 500‑512GB, czyli około 16 razy mniejsze. Drugim ograniczeniem jest stosunkowo mała żywotność komórek pamięci. Problemy z niewielką pojemnością dysków SSD próbowano rozwiązać stosując metody pozwalające na przechowywanie dwóch, a ostatnio nawet trzech bitów informacji w jednej komórce pamięci (odpowiednio pamięci typu MLC – Multi Level Cell i ich odmiana TLC – Triple Level Cell). Niestety pamięci tego typu cechują się coraz niższą żywotnością. Sprawę ograniczonej ilości cykli zapisu i odczytu pogarszają dodatkowo coraz mniejsze rozmiary pojedynczej komórki pamięci. Im pojedyncza komórka mniejsza, więc dostępne pojemności układów większe, tym krócej pracować może pamięć, zanim zaczną pojawiać się błędy i uszkodzone sektory. Obecnie szacuje się, że trudno będzie zejść z procesem produkcyjnym układów NAND poniżej 15nm.

Samsung, chcąc rozwiązać oba problemy jednocześnie, rozpoczął produkcję układów 3D NAND, w których komórki pamięci są większe, dzięki czemu bardziej „wytrzymałe”, ale ułożenie wielu warstw komórek jedna na drugiej, pozwala osiągać pojemności większe niż w rozwiązaniach tradycyjnych. Obecnie Koreańczycy produkują chipy pamięci o pojemności 86Gb (niewiele ponad 10GB). W bieżącym roku konsorcjum firm Intel i Micron ma zaprezentować układy o pojemności nawet 256Gb, czyli 32GB. Czy to dużo? Firma Crossbar z Santa Clara w Kaliforni uważa, że nie.

Crossbar podchodzi do budowy pamięci nieulotnych zupełnie inaczej. Zamiast tradycyjnych pamięci typu NAND zamierza użyć technologii RRAM, czyli Resistive Random Access Memory. Różne typy pamięci RRAM, różniące się od siebie szczegółami technicznymi, powstają w laboratoriach badawczych niemal wszystkich poważnych producentów półprzewodników i są powszechnie uważane za potencjalnego następcę pamięci 3D NAND. Ale prawdopodobnie to założony w 2010 roku mikrus jako pierwszy wprowadzi je na masowy rynek.

Pamięci RRAM mają być łatwiejsze w produkcji od rozwiązań NAND. Dzięki temu, że układy RRAM nie wymagają tak skomplikowanego i specyficznego procesu produkcyjnego jak ich poprzednicy, będą mogły być produkowane przez niemal wszystkich producentów układów scalonych. Większa konkurencja wśród producentów powinna korzystnie wpłynąć na ceny gotowych układów. Z łatwością produkcji pamięci RRAM wiąże się też to, że granicą procesu produkcyjnego ma być nie 15, jak w przypadku pamięci NAND, ale 4‑5 nm. Mimo tak zaawansowanego procesu litograficznego, Crossbar przewiduje, że możliwe będzie osiągnięcie wytrzymałości na poziomie milionów cykli zapisu/odczytu. Ale nie tylko pojemnością i wytrzymałością człowiek żyje. Pamiętacie może, jak przejście z dysków HDD na SSD pozwoliło na obniżenie czasów dostępu z milisekund do mikrosekund? Cóż, podobny skok, z mikrosekund na nanosekundy, ma się dokonać dzięki nowej technologii.

Zanim wspomniałem o firmie Crossbar i pamięci RRAM zapytałem, czy 32GB to duża pojemność układu pamięci. Producent zapowiada na rok 2017 chipy o pojemności 128GB. Czy na samych zapowiedziach się nie skończy? Zanim zobaczymy osobne układy pamięci RRAM, które będą mogły zostać użyte do produkcji dysków twardych, firma zapowiada wykorzystanie technologii jako wewnętrznej pamięci nieulotnej w układach scalonych innych producentów. Chociaż Crossbar nie chwali się o jakich producentów chodzi, to wiemy, że  pierwsze próbki układów powinny być dostępne w najbliższych miesiącach, a produkcja seryjna ma ruszyć na przełomie roku bieżącego i 2016.

Źródło: anandtech.com