NAND闪存穷途末路 下一代闪存技术百花齐放

来源:互联网 作者:------ 时间:2014-12-23 09:38

Nand 闪存技术

  由于闪存技术的发展,闪存正从U盘、MP3走向电脑、存储阵列等更广泛的领域。虽然其速度较以往的机械硬盘有了较大幅度的提升,但纵观整个计算架构,闪存仍旧是计算系统中比较慢的部分。况且目前主流的MLC和TLC在写入寿命上都还不尽如人意,并且随着工艺水平的提升,其寿命和良率还有越来越糟的倾向。闪存生产线已经达到15nm的水平,存储密度难在攀升、寿命却大幅下降。所以业界各个巨头都在积极研究下一代非易失性存储技术。

  日前,镁光在IEEE IEDM 2014(国际电子设备大会)上就公布了其最新的可变电阻式存储(ReRAM)技术的最新进展。美光在大会上展出了其最新的27nm RAM颗粒,颗粒容量16Gb(2GB),核心面积168平方毫米,采用3层铜互连技术。而展出的芯片使用的是DDR接口,未来可以方便的更换其他接口。

  由于只是用了27nm工艺制造,新的ReRAM在DieSize上相对于现在的NAND闪存并无优势,但在性能上,新的ReRAM却非常耀眼。根据镁光透露的消息,新的ReRAM可以承受10万次写入和百亿次读取;而更加难能可贵的是,ReRAM在目前就已经达到了900MB/s的读取速度和180MB/s的写入速度,读写延迟分别为2微秒和11.7微秒。在存储结构上,ReRAM可以在2个cell里存储3个bit,这一点介于目前的SLC和MLC之间。

  由于未来的闪存标准还没有最终确定,因此,发力研究下一代闪存的企业和候选技术并不只此一家。

  另一家名为Crossbar的新型科技公司正在研究一种名为RRAM的非易失性存储。虽然Crossbar并没有给出他们技术的具体性能,不过公司宣称其RRAM的擦写次数可以达到亿次级,并且可以在300摄氏度以下正常工作。而与目前NAND闪存工艺越高寿命越短行程对比的是,Crossbar的RRAM技术在现有技术演进路径下至少可以发展到4-5nm的水平。

  当然,除了这些看似很遥远的技术,同样属于非易失性存储的相变内存(PCM)也是下一代闪存标准的有力竞争者。而且推崇这一技术的IBM已经开始着手研究如何利用相变内存替代现有NAND闪存的方案了。相对于现有NAND闪存,相变内存的擦写次数可以达到百万次级别,并且在速度上交传统闪存有上百倍的提升。当然更重要的是,镁光等厂商已经开始量产地规格的相变内存芯片。并且业界也已经有一些采用相变内存的实际产品。

  随着NAND闪存在工艺进步下逐渐达到寿命临界点,新的闪存技术正在不断涌现。而这些技术最大的目标就是要在提高速度和寿命的前提下,继续推动摩尔定律向前发展,并为未来制程演进做好准备。相信2015年更多新类型的非易失性存储新品将出现在市场上和实验室里。

 

 

 

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