ユニバーサルメモリのためのナノテクノロジー

意志 Soutter によって

カバーされるトピック

導入
    現在のメモリ技術
    ユニバーサルメモリ
カーボン Nanotube の RAM (CNT の RAM)
相変化の RAM (PCRAM)
磁気抵抗 RAM (MRAM)
Quantum の点の RAM (QD の RAM)
結論
参照

導入

メモリは情報が処理されている間すべての計算装置、データの長期保管と短期記憶のための両方に重大です。

現在、異なった技術は異なったタイプのメモリのために各タイプのメモリの特性がかなり制限するので、使用されます。

現在のメモリ技術

SRAM (静的なランダムアクセス・メモリ) はプロセッサおよび高速および低負荷の消費が有用であるハード・ドライブのために高性能の埋め込まれた計算とキャッシュメモリで主に使用されます。 しかしそれは非常に高価でメモリの他の形式と比較される非常に低密度があります。

ドラム (ダイナミック RAM) はまたかなり速く、それに記憶駆動機構とプロセッサの間で情報を往復するコンピュータの主記憶操置バンクのための現在の選択をする SRAM よりはるかに密そして安いです。

フラッシュ・メモリは永久記憶装置が必要となるところで使用されます - ドラムはチップの 1s そして 0s の整理を維持する力を必要としますがフラッシュ駆動機構は不揮発性、で従って力の有無にかかわらずデータを不明確に保存します。 それは比較的安く、高密度でが、 RAM アプリケーションのために十分に速くないです。 保つ特性はまた 10 年まで間フラッシュチップ馬小屋で保存されるデータ多量のエネルギーがプロセスを減速するチップに書くために必要となることを意味します。 執筆データはまた有用な寿命を限定するフラッシュチップを傷つけます。

図 1. RAM、かランダムアクセス・メモリは異なった形式の多く、入って来ます。 描かれるドラムは高性能アプリケーションのために余りにも遅く、不変の力ソースなしでデータを保存にはできません。 コンピュータでハード・ドライブとプロセッサの高速記憶装置の間でデータを往復することを使用します。

 

ユニバーサルメモリ

半導体の製造業者は今これらの技術のそれぞれの利点を結合する 「ユニバーサルメモリ」技術を作り出すために競っています。 主要目的は SRAM のアクセス速度の、しかしフラッシュの非非持久性のメモリです。 次より詳しく探索される次の 5 から 10 年中に現在の技術と商業的に競争になるために本当らしい何人かの潜在的な候補があります。

これらの新技術を開発するためのもう一つのドライバーはムーアの法律の指数進行に遅れずについていくことです。 ケイ素ベースの集積回路の形状は 60 年代以来の 2 年毎に大体 2 等分しましたが、この進行への物理的な限界は視力の内にあります。 探索されているユニバーサルメモリ技術の多数にケイ素 CMOS 回路の限界を越えて縮小されるべき機能があります。

カーボン Nanotube の RAM (CNT の RAM)

カーボン nanotubes に (CNTs)メモリーチップのための基礎として大きい潜在性があります。 小型および一義的な次元の数は速く設計するのに使用することができる電気および機械特性密な、および不揮発性データ記憶装置間の相互作用を可能にします。

多くの CNT ベースのメモリデザインが提案された間、十分な純度および品質の、そして現在の半導体の製造の技術の nanomaterials の統合を用いる nanotubes の作成の難しさは、広まった採用を防ぎました。

図 2. カーボン Nanotubes に非常に能率的に、速い、非volative 作るのにメモリーチップ使用できる一義的な電子特性があります。 ただし、 - 高く主に十分な純度の nanotubes を製造することを販売するために技術を持って来ることに多くの挑戦があります。

相変化の RAM (PCRAM)

2011 年に、 IBM は潜在的なユニバーサルメモリ技術として開発にしばらくの間あった相変化の RAM (PCRAM) の進歩を示しました。 大規模な製造プロセスへ技術の変換にまだ難しさが間違いなくありますが、特性は非常に有望です。 2012 年 6 月では、 IBM はこの技術の商業化を更に取るために SK Hynix との取り引きを発表しました。

相変化のメモリは 2 可能な段階を - 結晶および無定形 - 過し、 2 段階の間に短い電気パルスを使用して切替えることができる特別な材料に基づいています。 書の速度はより現在利用できるフラッシュ・メモリが、余分操作がを点検するために必要となるがエラーを書き、ドリフトを修正するおよそ 100 倍速くです。

磁気抵抗 RAM (MRAM)

磁気抵抗技術は現代高密度ハード・ドライブの後ろにある成長した技術です。 より高い速度、不揮発性ソリッドステートメモリにこの技術を適応させる最近の研究駆動機構がずっとあります。 これへの主要な挑戦は記憶の層に書くのに使用されている磁気トンネルの接続点の大きい、高密度アレイを作成することです。 ハード・ドライブは MRAM チップが保存された情報の各ビットのための 1 を必要とする一方、これらのちょうど 1 つを含んでいます。

それが有名な技術に基づいていたので、 MRAM は最初のコマーシャルの自在継手のメモリのための候補者として熱くひっくり返ます。 Samsung、東芝、 IBM、日立および Motorola すべてのような会社は MRAM の開発にかかわります。

Quantum の点の RAM (QD の RAM)

Quantum の点の RAM は量の点と呼出され、絶縁体の層で埋め込まれ、そしてメタル・フィルムで覆われる semiconduictor 材料の 3nm 全体の点を使用します。 この構造はミリ秒レーザーのパルスを使用してデータを保存するのに各量の点の状態の変更によって使用されているトランジスターのアレイを形作ります。

この技術はチップがまだケイ素から組み立てることができると同時に時のより既存のタイプのメモリの hundres に速く高速化し、またである既存の製造工程に統合することも適度に容易読み書きを達成できるので、非常に有望です。 プロセスの上の、ないカーボン nanotubes のような全く新しい材料の実行を用いると同じ範囲への位取りに挑戦があります。

図 3. Quantum の点はちょうど数百個の原子を含んでいる小さい水晶です。 量の点に基づくメモリは既存の技術より大いに高い記憶の密度を達成でき非常により長い寿命があります。

結論

これらの技術すべてへの主要な挑戦は最小限に適応させた exisiting 装置を使用して現実的に製造することができる段階へそれらをできれば得ることです。 それらはまた価格、速度およびデータ密度のフラッシュ・メモリと競わなければなりません。 5 これらの新技術を得るためにから 10 年ではそれは販売するために取ることができますフラッシュはまたかなり進んでしまいます、従ってあらゆる新しい置換の技術のための実質の条件は非常に高いです。

AZoNano でメモリ技術で多くのためにここにクリックして下さい

参照

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

Last Update: 23. September 2013 12:31

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