Компьютерная память на основе фазовых переходов

Корпорация Intel и компания STMicroelectronics вышли на очередной важнейший этап своего сотрудничества, начав поставки опытных образцов будущей продукции на базе новейшей новаторской технологии памяти с фазовым переходом (Phase Change Memory, PCM). Эти опытные образцы являются первыми рабочими микросхемами и будут переданы заказчикам для оценки и испытаний, чтобы ускорить внедрение новой технологии.

В модуле памяти, получившем кодовое наименование Alverstone, используется новая, подающая большие надежды технология PCM, которая обеспечивает высокое быстродействие при считывании и записи данных и позволяет сократить энергопотребление по сравнению с традиционной флэш-памятью. Новая технология также допускает побитные операции, характерные для обычной оперативной памяти ПК. Память PCM долгое время была предметом обсуждений исследователей и разработчиков, поэтому, выпустив Alverstone, Intel и STMicroelectronics сделали большой шаг в продвижении этой технологии на рынок.

<Это самое большое достижение в области энергонезависимой памяти за последние 40 лет, — уверен Эд Доуллер (Ed Doller), главный директор по технологиям Numonyx, новой совместной компании STMicroelectronics и Intel, которая будет заниматься производством флэш-памяти. — Была уже масса попыток поиска и разработки новых технологий энергонезависимой памяти, но, по сравнению с другими проектами, PCM выглядит гораздо привлекательнее, и сегодня Intel и STMicroelectronics уже представили решение на базе технологии PCM на суд пользователей. Это очень важное событие для наших компаний и для отрасли в целом>.

На прошлой неделе специалисты Intel и STMicroelectronics представили на Международной конференции по интегральным схемам (International Solid States Circuits Conference, ISSCC) научную статью с подробным описанием преимуществ технологии PCM. Компании также впервые в мире продемонстрировали рабочий образец модуля памяти высокой плотности и большого объема на базе многоуровневых ячеек (multi-level cell, MLC), изготовленный по технологии PCM. Переход от структуры памяти, предусматривающей один бит на ячейку, к MLC позволяет существенно повысить емкость памяти и уменьшить стоимость одного мегабайта, поэтому сочетание MLC и PCM сулит огромные выгоды.

Совместная исследовательская программа Intel и STMicroelectronics по разработке памяти с фазовым переходом действует с 2003 года. Уже в 2004 году на конференции VLSI были продемонстрированы матрицы памяти объемом 8 Мбит, изготовленные по 180-нм технологии, а в 2006 году на симпозиуме VLSI был представлен 128-мегабитный модуль памяти Alverstone на базе 90-нм производственного процесса. Производством модулей Alverstone и другой совместной продукции будет заниматься новая независимая полупроводниковая компания Numonyx, соглашение о создании которой в мае 2007 года подписали STMicroelectronics, Intel и Francisco Partners. Основным направлением деятельности этой компании станет выпуск законченных решений для оснащения памятью различных бытовых и промышленных устройств, включая сотовые телефоны, MP3-плееры, цифровые камеры, компьютеры и другое высокотехнологичное оборудование. Все процедуры по созданию компании планируется завершить в первом квартале 2008 года.

По данным аналитической компании Web-Feet Research, в 2007 году совокупный объем рынка памяти DRAM, флэш-памяти и других устройств памяти, подобных EEPROM, достиг 61 миллиарда долларов США. Себестоимость технологий производства памяти традиционно снижается в соответствии с законом Мура, который предусматривает удвоение плотности интеграции элементов микросхемы каждые 18 месяцев. В следующем десятилетии, возможно, произойдет замедление темпов роста объема и плотности модулей оперативной памяти и флэш-памяти, поэтому память PCM имеет огромные перспективы на рынке. Появление памяти PCM с многоуровневыми ячейками позволит еще больше снизить стоимость производства и использования одного бита памяти по сравнению с сегодняшними технологиями. Наконец, PCM сочетает преимущества самых разных технологий памяти: побитную запись и считывание — от DRAM, энергонезависимость — от флэш-памяти, высокую скорость считывания от NOR и записи от NAND. Поэтому эта технология может удовлетворить все рыночные потребности в памяти и стать в следующем десятилетии одной из главных движущих сил развития высоких технологий.

Alverstone — модуль памяти объемом 128 Мбит, выпускаемый по 90-нм производственной технологии. С его помощью заказчики смогут оценить возможности технологии PCM. Производители сотовых телефонов и встраиваемых устройств узнают о преимуществах PCM и о том, как новые модули можно использовать в своих будущих разработках.