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Nanotecnologia per la Memoria Universale

Dalla Volontà Soutter

Argomenti Coperti

Introduzione
    Tecnologie di Memoria Correnti
    Memoria Universale
Carbonio Nanotube RAM (CNT RAM)
Cambiamento di Fase RAM (PCRAM)
Magnetoresistente RAM (MRAM)
Punto RAM (QD RAM) di Quantum
Conclusioni
Riferimenti

Introduzione

La Memoria è determinante per tutte le unità di calcolo, entrambe per deposito a lungo termine dei dati e per immagazzinamento a breve termine mentre le informazioni stanno elaborande.

Corrente, le tecnologie differenti sono usate per i tipi differenti di memorie, poichè i beni di ogni tipo di memoria sono abbastanza restrittivi.

Tecnologie di Memoria Correnti

SRAM (Memoria Ad Accesso Casuale Statica) pricipalmente è utilizzato nella computazione inclusa di rendimento elevato e nell'antememoria per gli esboscatori universali ed i dischi rigidi, in cui il suo consumo di energia ad alta velocità e basso è utile. È molto costoso, tuttavia ed ha una densità molto bassa confrontata ad altri moduli della memoria.

Il DRAM (Memoria Dinamica a Accesso Casuale) è egualmente abbastanza veloce e molto più denso e più economico di SRAM, operantegli la scelta corrente per i gruppi illuminazione diffusa della memoria principale in computer, muovente le informazioni avanti e indietro fra le unità di archiviazione e l'esboscatore universale.

La Memoria flash è usata dove l'archiviazione permanente è richiesta - il DRAM richiede la potenza mantenere la disposizione di 1s e di 0s sul chip, ma un'unità Istantanea è non volatile ed in modo da memorizzerà i dati indefinitamente con o senza potenza. È relativamente economica ed ad alta densità, ma non è abbastanza veloce per le applicazioni di RAM. I beni che tengono i dati memorizzati su una stalla istantanea del chip per fino a 10 anni egualmente significano che un gran numero di energia è richiesta di scrivere al chip, rallentante il trattamento. I dati di Scrittura egualmente danneggiano il chip istantaneo, limitante la sua vita utile.

La Figura 1. RAM, o la Memoria Ad Accesso Casuale, viene nei lotti dei moduli differenti. Il DRAM, rappresentato, è troppo lento per le applicazioni di rendimento elevato e non può memorizzare i dati senza un'alimentazione costante. È utilizzato in computer per muovere i dati avanti e indietro fra il disco rigido ed il cache dell'esboscatore universale.

 

Memoria Universale

I produttori A Semiconduttore ora stanno facendo concorrenza per produrre “le tecnologie di memoria universale„, che combinano i vantaggi di ciascuna di queste tecnologie. Lo scopo primario è memoria con velocità di accesso di SRAM, ma con la non volatilità del Flash. Ci sono parecchi candidati potenziali, esplorati più dettagliatamente sotto, che sono probabili diventare commercialmente non Xerox con le tecnologie correnti nei cinque - dieci anni futuri.

Un Altro driver per sviluppare queste nuove tecnologie è di continuare con la progressione esponenziale della Legge di Moore. Le feature size in a circuiti integrati basati a silicio hanno diviso in due approssimativamente ogni due anni dagli anni 60, ma i limiti fisici a questa progressione sono all'interno di vista. Molte delle tecnologie di memoria universali che stanno esplorande hanno la capacità da ridurre oltre i limiti dei circuiti di CMOS del silicio.

Carbonio Nanotube RAM (CNT RAM)

I nanotubes del Carbonio (CNTs) hanno grande potenziale come la base per i chip di memoria. la loro dimensionalità di piccola dimensione ed unica tiene conto le interazioni fra le loro unità dense e e non volatili elettriche e meccaniche dei beni che possono essere usati per progettare velocemente, di archiviazione di dati.

Mentre molte a progettazioni basate CNT di memoria sono state proposte, la difficoltà nella produzione dei nanotubes nella purezza e nella qualità sufficienti e con l'integrazione dei nanomaterials con le tecniche correnti di montaggio a semiconduttore, ha impedito la loro approvazione diffusa.

La Figura 2. Carbonio Nanotubes ha beni elettronici unici che potrebbero essere usati per rendere chip di memoria altamente efficienti, veloci, non-volative. Tuttavia, ci sono molte sfide nel portare la tecnologia per commercializzare - pricipalmente la fabbricazione dei nanotubes su in abbastanza purezze.

Cambiamento di Fase RAM (PCRAM)

Nel 2011, IBM ha dimostrato un'innovazione nel Cambiamento di Fase RAM (PCRAM), che è stato in via di sviluppo come tecnologia di memoria universale potenziale per un po di tempo. Ci senza dubbio ancora saranno le difficoltà nella traduzione della tecnologia ad un trattamento su grande scala di montaggio, ma i beni molto stanno promettendo. Nel Giugno 2012, IBM ha annunciato un affare con la SK Hynix per catturare la commercializzazione di questa tecnologia più ulteriormente.

La memoria del Cambiamento di Fase è basata su un materiale speciale che ha due fasi possibili - cristalline ed amorfe - e può essere passato fra le due fasi facendo uso di breve impulso elettrico. La velocità di scrittura è intorno 100 volte più velocemente la memoria flash attualmente disponibile, sebbene le operazioni extra siano richieste di controllare scrive gli errori e corregge la deriva.

Magnetoresistente RAM (MRAM)

La tecnologia Magnetoresistente è una tecnologia matura, che è dietro i dischi rigidi ad alta densità moderni. C'è stato un'unità recente della ricerca per adattare questa tecnologia all'più alta velocità, memoria semi conduttrice non volatile. La sfida principale a questa è di creare una grande, schiera ad alta densità delle giunzioni magnetiche del tunnel, che sono usate per scrivere al livello di archiviazione. I Dischi rigidi contengono appena uno di questi, mentre un chip di MRAM avrebbe bisogno di uno per ogni bit di informazioni memorizzate.

Poiché ha basato su una tecnologia ben nota, MRAM è fornito di punta caldo come candidato per la prima memoria dell'universale dell'annuncio pubblicitario. Le Società come Samsung, Toshiba, IBM, Hitachi e Motorola tutto sono coinvolgere nello sviluppo di MRAM.

Punto RAM (QD RAM) di Quantum

Il Punto RAM di Quantum usa i punti 3nm-wide del materiale di semiconduictor, chiamati punti di quantum, incassati in un livello di materiale isolante e coperti di a film metallico. Questa struttura forma una schiera dei transistor, che sono usati per memorizzare i dati cambiando lo stato di ogni punto di quantum facendo uso di un impulso del laser di millisecondo.

Questa tecnologia altamente sta promettendo, poichè può raggiungere il read/write si accelera ai hundres dei tipi attuali di periodi più velocemente di memorie ed è egualmente ragionevolmente facile da integrare nei processi di fabbricazione attuali, mentre i chip possono ancora essere costruiti da silicio. Ci saranno sfide nel riportare in scala sul trattamento, ma non nella stessa misura di con applicare un materiale completamente nuovo come i nanotubes del carbonio.

La Figura 3. punti di Quantum è cristalli minuscoli che contengono appena alcuni cento atomi. La Memoria basata sui punti di quantum ha potuto raggiungere le densità molto più alte di archiviazione che le tecnologie attuali ed avrebbe una vita notevolmente più lunga.

Conclusioni

Le sfide principali a tutte queste tecnologie è di ottenerle preferibilmente ad una fase in cui possono essere fabbricate accessibile, facendo uso di strumentazione exisiting come minimo adattata. Devono anche fare concorrenza alla memoria flash su densità dei prezzi, della velocità e di dati. Durante i cinque - dieci anni potrebbe catturare per convincere queste nuove tecnologie per commercializzare, il flash egualmente avrà avanzato considerevolmente, in modo dai requisiti reali di tutta la nuova tecnologia della sostituzione sono molto alti.

Clicchi qui per più sulle tecnologie di memoria su AZoNano.

Riferimenti

Date Added: Jul 30, 2012 | Updated: Sep 23, 2013

Last Update: 23. September 2013 12:31

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