ReRAM: Bu nedir? Bu ne için?

ReRAM, NAND Flash bellek ile DRAM belleğin avantajlarını birleştiren bir bellek türüdür. Bu dirençli bellek yıllar önce önerildi ve üretimini ilk duyuran, 2013 yılında ilk yongaları duyurduğunda üretici Crossbar oldu.

Fikir, o zamanki geleneksel RAM’den 100 kata kadar daha hızlı olabilen bellek cihazları yaratmaktı. Buna rağmen, bu tür dirençli RAM henüz piyasaya hakim olmadı ve fiili standart haline geldi, ancak biraz marjinal kalıyor. Bu yazıda, bu yeni bellek hücresi kavramı hakkında bilmeniz gereken her şeyi öğrenmenin yanı sıra nedenini anlayacaksınız.

NAND flash bellek nedir?

ROM

NAND flash bellek, verileri kayan geçit transistörleri kullanılarak oluşturulan bellek hücreleri dizilerinde depolayan bir tür flash depolama belleğidir. NAND flash bellek, geçici olmayan bir depolama biçimidir; bu, güç kesildiğinde bile verilerinizi sakladığı anlamına gelir. NAND belleği kalıcıdır; bu, kapatılsa bile depolanan verileri koruduğu anlamına gelir.

Bu flash depolama teknolojisi, sabit bir elektrik kaynağı gerektirmeyen DRAM’den farklı olarak çip tabanlı, uçucu olmayan bir depodur. NAND flash bellek, katı hal sürücülerinde (SSD’ler), tümleşik bellek kartlarında ve USB aygıtlarında en yaygın veri depolama biçimidir. Bu açıdan NAND flash bellek, sabit sürücüler ve optik ortam gibi diğer ikincil veri depolama aygıtlarına benzer ve bu nedenle bellek kartları gibi büyük ölçekli veri depolama aygıtlarında kullanım için çok uygundur. (SSD’ler).

NAND flash belleğin geliştirilmesindeki önemli bir amaç, flash belleğin sabit diskler gibi manyetik depolama aygıtlarıyla rekabet edebilmesi için bit başına maliyeti azaltmak ve çip başına maksimum kapasiteyi artırmak olmuştur. Üreticiler, hücre başına iki bit sunan çok seviyeli hücreler (MLC’ler), depolayan üç seviyeli hücreler (TLC) gibi yeni hücre tasarım teknolojilerinden yararlanarak 2000’ler ve 2010’lar boyunca NAND flash bellek yoğunluğu, performansı ve güvenilirliğinde ilerlemeler kaydettiler. hücre başına üç bit ve hücre başına dört bit depolayan dört seviyeli hücreler (QLC). Hücreleri, yukarıda belirtilen hücre düzeyinde teknolojileri kullanarak küçültmek, hücreden hücreye girişime neden olur ve bu da NAND flash bellekteki veri bütünlüğünü azaltır. Daha küçük hücrelerin neden olduğu kalıp ayak izindeki azalma nedeniyle, NAND flash bellek, günümüzün düşük maliyetli tüketici pazarının gerektirdiği daha yüksek kapasiteleri sağlar.

Okumalar, NAND flash’ı RAM tipi bellekten daha çok bir veri depolama aygıtı yapar, çünkü birçok uygulamanın gerektirdiği verilere rastgele erişime izin vermez. Bu özellik, NAND flash’ı, elektrik kesintisi durumunda bile verileri korumak için yeterince sağlam bir veri depolama biçimine ihtiyaç duyan endüstriyel kullanıcılar için özellikle çekici kılıyor. NAND flash, büyük miktarda veri depolamak için uygun olan büyük kapasite ve yüksek yazma hızı avantajlarına sahiptir, bu nedenle endüstri tarafından örneğin dijital kameralar, kompakt USB flash sürücüler ve diğerleri gibi gömülü ürünlerde giderek daha fazla kullanılmaktadır. MP3 çalarlar, dijital kameralar ve USB bellekler NAND teknolojisini kullanır.

NAND tipi çoğunlukla hafıza kartlarında, USB flash sürücülerinde, katı hal sürücülerinde (2009’dan sonra yapılanlar), sabit telefonlarda, akıllı telefonlarda ve veri depolamak ve paylaşmak için kullanılan diğer benzer ürünlerde bulunur. Kısacası, NAND Flash, verileri şarj yakalama teknolojisi veya MOSFET kayan geçit transistörleri kullanılarak üretilen bellek hücreleri dizilerinde depolayan bir Uçucu Olmayan Bellek (NVM) teknolojisi türüdür. Dikey NAND (V-NAND) veya 3D NAND bellekler, bellek hücrelerini dikey olarak yığınlar ve Charge Trap flash mimarisini kullanır. Soldaki ikisi düzlemsel NAND’dir, ancak bellek hücrelerinin yapısı farklıdır, kayan geçitten şarj tuzağı flaşına, yani yukarıda gösterilen 2D CTF’ye (Yük Tuzağı Flaşı) kadar.

DRAM bellek nedir?

Dinamik Rastgele Erişimli Bellek (DRAM), 1960’ların ortalarından beri kullanılmakta olan bilgisayarlar için bir RAM türüdür.DRAM, Dinamik Rastgele Erişimli Bellek anlamına gelir ve RAM ve GPU’larda (grafik olarak da bilinir) görülen yarı iletken bellek türüdür. kartlar). Dinamik RAM (DRAM), bitleri depolamak için kapasitörler kullanan bir tür yarı iletken bellektir.

DRAM geçici bellektir, yani güç kesildiğinde bellekteki veriler kaybolur. DRAM dahil tüm RAM türleri, transistörlerde veri bitlerini depolayan geçici bellektir. Dinamik Rastgele Erişimli Bellek (DRAM veya Dinamik RAM), her bir veri bitini bir bellek hücresinde depolayan, genellikle küçük bir kapasitör ve bir transistörden oluşan ve genellikle metal oksit yarı iletkenine dayanan bir tür yarı iletken rastgele erişimli bellektir ( MOS) teknolojisi.

1970’de Intel şirketi, DRAM’li ilk çip (1K-bit dinamik RAM PMOS IC) olan 1103’ü (yandaki resme bakın) halka açık bir şekilde piyasaya sürdü ve 1972’de 1103, dünyanın en çok satan yarı iletken bellek çipiydi ve manyetik devreyi geride bıraktı. bellek yazın.

DRAM, kişisel bilgisayarlarda (PC’ler), iş istasyonlarında ve sunucularda kullanılan yaygın bir rasgele erişim belleği (RAM) türüdür. DRAM, SRAM’den daha büyük miktarda veri depolayabildiğinden ve üretimi oldukça ucuz olduğundan, DRAM, bilgisayar sistemlerinde birincil depolama ortamı olarak en yaygın bellek türüdür ve flash’ı ikincil olarak ve SRAM’ı daha küçük bellekler için bırakır. kapasite, ancak daha hızlı.

Sonuç olarak, SRAM (belirgin ES-RAM) daha hızlıdır, ancak aynı zamanda daha pahalıdır, bu da DRAM’i bilgisayar sistemlerinde en yaygın bellek haline getirir. Genel olarak RAM, bilgisayarınız tarafından kullanılan diğer bellek türlerinden çok daha hızlıdır ve DRAM daha da hızlıdır. Bir bilgisayarda daha fazla RAM olduğunda, CPU’nun ikincil bellekten (daha yüksek gecikmelerle) verileri okuması için daha az ihtiyaç duyulur ve bu da bilgisayarın daha hızlı çalışmasına olanak tanır.

İşletim sistemi yüklendikten sonra, bilgisayar RAM belleğini kullanarak yazılım işlemlerini geçici olarak sürdürürken Merkezi İşlem Birimi (CPU) diğer görevleri gerçekleştirir. DRAM’ın en büyük uygulamalarından biri, modern bilgisayarlarda ve grafik kartlarında (ana RAM’in grafik depolaması olarak adlandırıldığı) ana depolamadır (RAM olarak adlandırılır). DRAM’ın bilgisayarın ana belleği olarak kullanılması, en yaygın uygulamalarından biridir.

DRAM, bir sistem tasarımcısının bir bilgisayar oluşturmak için seçebileceği bir yarı iletken bellek seçeneğidir. Dinamik Rastgele Erişimli Bellek (DRAM), tipik olarak bir bilgisayarın işlemcisini çalıştırmak için gereken veri veya programlama kodu için kullanılan bir tür yarı iletken bellektir. Bilgisayarın işlemci veriyolunda tasarlanacak ek yenileme devresi gerektirmesine rağmen, DRAM, üretimi kalıcı statik RAM’den çok daha ucuz olduğu için yakın zamana kadar en yaygın kullanılan bellek türüydü.

ReRAM nedir?

SSD PCI Ekspres 5.0

ReRAM belleği veya dirençli RAM belleği, geçici olmayan bir bellek türüdür, yani güç kaynağından bağlantısı kesilirse, geçici bellekler olan geleneksel RAM belleğinde olacağından farklı olarak verileri korumaya devam eder. ve silinmemesi için sürekli olarak elektriğe bağlı olmaları gerekir. Ek olarak, hala hızlı rastgele erişimli bir bellek olduğundan, DRAM’ın avantajlarına da sahiptir, bu nedenle teknik olarak DRAM ve NAND flash arasında bir melez olarak kabul edilebilir.

Bunu başarmak için ReRAM bellek hücreleri 3 katmandan oluşur. Üstteki metalik elektrot, alttaki diğer elektrot, bu durumda metalik elektrottur ve merkezi olan bir anahtar görevi görecek bir dielektrik türüdür (memristence olarak bilinen katı hal malzemesi). bitleri saklamak için (birler ve sıfırlar). ). Başka bir deyişle, çalışma şekli, yükü depolayan transistörler veya benzer bir şey olmadan bir PCM veya CBRAM’a benzer olacaktır.

GERÇEKTENResimde metal iyonlarının nasıl aşağı indiğini ve alt elektrotla nasıl temas ettiğini ve temas kurduğunu görebilirsiniz, böylece akım birinden diğerine akarak bir voltaj elde edebilir o 1. Dağıldıklarında, sonuç durur. iletişim kurun ve 0 alırsınız. – Kaynak: Researchgate.net

Bir ReRAM bellek hücresi, metalik iyonların metalik elektrottan metalik olmayan elektrota aktarılması sayesinde çalışır ve dielektrik izin verdiğinde aralarında iletken bir filament oluşturur. Bu şekilde bağlı değillerse 0 (KAPALI), bağlılarsa 1 (AÇIK) değeri olacaktır. Bu, onu yalnızca hızlı ve basit hale getirmekle kalmaz, aynı zamanda bellek denetleyicisini çok daha basit ve daha güvenilir ve aynı zamanda üretimi daha ucuz hale getirir.

Öte yandan, bu tür bellek, geleneksel bir NAND’den 20 kata kadar daha verimlidir ve NAND’dan 10 kata kadar daha fazla döngüye dayanabilir, bu da onları çok daha ilginç hale getirir.

ReRAM’i yavaşlatan dezavantajlar

Veri deposu

Görünüşe göre ReRAM veya RRAM tüm avantajlar. Bu, bu hafızanın piyasada baskın hale geldiğini görmemekle bağdaşmaz. Ve tüm avantajları değil, aynı zamanda pazar üzerindeki azaltılmış etkisini anlamak için analiz edilmesi gereken bazı dezavantajları da var.

ReRAM ile ilgili en belirgin sorunlardan biri, henüz olgunlaşmamış bir teknoloji olduğu için kar marjlarının halihazırda var olan diğer bellekler kadar yüksek olmamasıdır. Buna ek olarak, geleneksel transistörün yerini almayı vaat eden ve nihayetinde mümkün olamayan neredeyse “büyülü” bileşen olan memristörlerin kullanımı söz konusu olduğunda, üreticilerin tarafında bazı belirsizlikler var.

Öte yandan, üreticiler, memsistorun tantal oksitle veya CBRAM’ınkine benzer Ag/a-Si-Si yapıları ile perovskitler (PCMO), geçiş metali oksitleri gibi daha iyi nasıl üretilebileceği konusunda hemfikir değiller. NiO veya TiO2 ve hatta Ge2Db2Te5 gibi faz değiştiren kalkojenitler. Bu madde veya malzemelerin bazıları, bol ve ucuz silikona kıyasla oldukça pahalı olduğunu hatırlayalım.

ReRAM hakkında sonuç

RRAM’ın tüm ilerlemelerine ve avantajlarına rağmen, bu tür belleklerin en azından kısa-orta vadede mevcut flash sürücülerin yerini alması amaçlanmamıştır. Ve elbette, geleneksel RAM ile de yapmayacak. Dolayısıyla, mevcut kavramlar bize birkaç yıl daha eşlik edecek olanlardır.

Çünkü bazen bu sadece performansla ilgili değildir. Endüstri, pazarı bir büyüteçle analiz eder ve özellikle mümkün olan maksimum karlılığı elde etmeye odaklanır. Ve bu, tüm üretim süreçlerini çok açık bir şekilde değiştirmek zorunda kalmamak için zaten var olan teknolojilerle kalmayı gerektirir.

Aynı nedenle, yarı iletken endüstrisinde, geleneksel silikona alternatifler aranıyor ve yeniliklerin çoğu, iyileştirmeler sağlayan, ancak şu anda kullanılan aynı üretim süreçleri kullanılarak üretilmeye devam edebilen malzemelerden geçiyor. Bu da bazı durumlarda yenilik yapma özgürlüğünü sınırlamak anlamına gelir.

Similar Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.