About / Advertise
Flera halvledarbolag menar att fasväxlande minnen (phase-change memory, PCM) på sikt kommer att kunna ersätta alla möjliga minnen – från NAND och NOR till DRAM. Det är bara behoven som avgör hur de kommer att nischa sig.
| Fasväxling – inget nytt Själva idén med minnesceller baserade på kalkogener är gammal. Redan på 1970-talet jobbade Intelgrundaren Gordon Moore med tekniken. Numonyx använder en legering mellan germanium, antimon och tellur, vanligen kallad GST, i sina minnen. Så gott som alla halvledarbolag som utvecklar fasväxlande minnen använder GST-legeringar eller likartade legeringar. Det är i princip samma material som används i vanliga skrivbara cd- och dvd-skivor. |
Numonyx är Intels och ST Microelectronics gemensamma flashminnesbolag, som också bedriver utveckling av fasväxlande minnen. Redan nu har företaget fasväxlande kisel framme till försäljning, primärt framtagna för att företag ska kunna testa minnestekniken i olika tillämpningar.
– Dagens kretsar är tillverkade i 90 nm. När vi väl är redo för bred marknadsintroduktion kommer vi att hoppa över vissa tekniknoder för att hinna ikapp fort, säger Martin Swahn.
Vad är det då som gör det fasväxlande minnet så intressant? Jo, till skillnad från andra minnestekniker lagras inte informationen i form av elektroner. Istället är det en resistans som avgör om en bit är ett eller noll.
Den fasväxlande minnesprincipen bygger på att materialen, kallade kalkogener, kan växla mellan amorft och kristallint tillstånd. Amorft innebär hög resistans, medan kristallint ger låg.
– Man skriver i minnet genom att värma med en ström. Man värmer på olika sätt beroende på om man vill skriva en etta eller nolla, förklarar Martin Swahn.
Värmare i varje minnescell
Varje minnescell innehåller en liten värmare som programmerar cellen. En hög temperatur, runt 600 °C, som kvarstår en stund ger kristallin struktur, medan en kort temperaturpuls på runt 700 °C ger en amorf struktur.
Numonyx, som är ett flashminnesbolag, pekar på flera anledningar till att företaget tror på den fasväxlande minnestekniken. Skalbarheten är avgörande. – Ett stort problem med dagens flash är att antalet elektroner som används för att lagra informationen minskar när man går ner i processgeometrier. Det kan vara färre än hundra elektroner i vissa minnen idag.
Detta minskar antalet möjliga skrivcykler. Därtill påverkas minnescellen varje gång den läses, då läsningen sker med en ström. Till detta kommer att ett flashminne inte kan ändras bit för bit utan byte- eller ordvis, vilket minskar antal skrivcykler ytterligare.
– Fasväxlande minnen har inte samma problem att skalas och de kan skrivas bit för bit. Minnena vi har idag är specade till en miljon skrivcykler, men vi ser att det går att göra tiopotenser bättre. Ett multilevelcellflash klarar 10 000 eller 100 000 skrivcykler, säger Martin Swahn.
Ytterligare ett plus är möjligheten att ersätta flera minnesarkitekturer. Idag används ofta en kombination av NAND och NOR eller NAND och RAM i en tillämpning.
Forskare på Numonyx och Intel har nyligen visat att flera minnesmatriser kan staplas på varandra, vilket bäddar för hög lagringskapacitet på sikt. När tekniken är redo att rullas ut, vilka hastigheter, storlekar och gränssnitt som då blir aktuella är inte officiellt. Först måste temperaturstabiliteten ökas.
– Kretsarna är inte lika värmetåliga som andra minnen.
Numonyx kretsar är idag specificerade mellan 0 °C och 70 °C.
