Notícia

HOREXS é um do manfuacturer famoso do PWB da carcaça de IC em CHINA, quase do PWB está usando-se para o pacote de IC/testes, conjunto de IC.

Diversos tipos da memória da próxima geração ramping acima após anos de R&D, mas há ainda umas memórias mais novas no encanamento da pesquisa.

Hoje, diversas memórias da próxima geração, tais como MRAM, a memória da fase-mudança (PCM) e o ReRAM, estão enviando a um grau ou a outro. Algumas das memórias novas seguintes são extensões destas tecnologias. Outro são baseados inteiramente em novas tecnologias ou para envolver mudanças arquitetónicas, tais como próximos ou a em-memória que computam, que trazem as tarefas de processamento próximo ou o interior da memória. Empurrar alguns deles fora do R&D envolve superar um número de obstáculos técnicos e do negócio, e é improvável que todo sucederão. Mas alguns estão prometendo especialmente e visado potencialmente para substituir a GOLE, o NAND e SRAM de hoje.

Entre a memória nova seguinte os tipos são:

FeFET ou FeRAM: Uma memória ferroelectric da próxima geração.

Nanotube RAM: No R&D por anos, o nanotube RAM é visado para deslocar a GOLE. Outro estão desenvolvendo nanotubes do carbono e memórias da próxima geração no mesmo dispositivo.

memória da Fase-mudança: Após ter enviado os primeiros dispositivos do PCM, Intel está aprontando uma versão nova. Outro podem incorporar o mercado do PCM.

ReRAM: As versões futuras são posicionadas para apps do AI.

torque MRAM da Rotação-órbita (SOT-MRAM): Uma próxima geração MRAM visada para substituir SRAM.

Há uns esforços adicionais que empurram o sentido vertical. Por exemplo, alguns estão desenvolvendo 3D SRAM, que empilha SRAM na lógica como uma substituição potencial para SRAM planar.

Quando alguns tipos novos da memória enviarem finalmente, o júri é ainda para fora o que vem em seguida. “Nós estamos começando ver este emergir ou memórias seguinte-gen que ganham finalmente mais tração, mas estão ainda nas fases adiantadas do desenvolvimento,” disse Alex Yoon, diretor técnico superior em Lam Research. O “ÉBRIO e FeRAM estão prometendo. Contudo, se é necessário ou não será determinado mais pela economia.”

As memórias seguinte-gen atuais e futuras enfrentam outros desafios. “Há uma explosão de tipos novos da memória com materiais novos, conceitos do armazenamento, e tecnologia de materiais,” disse Scott Hoover, consultante principal do rendimento em KLA. “Isto apresenta desafios significativos nas áreas para o material e a caracterização estrutural. É muito possível que a cadência do avanço de tecnologia e da compreensão fundamental estará bloqueada por nossa capacidade para caracterizar, medir, controlar e melhorar materiais e estruturas originais.”

Todos ditos, as memórias seguinte-gen atuais e futuras podem encontrar uma ameia, mas não dominarão a paisagem. “A memória emergente não é esperada impedir significativamente em NAND existente ou mercados da GOLE durante os próximos 5-10 anos como produtos autônomos,” Hoover disse.

Substituindo SRAM

Os sistemas de hoje integram processadores, gráficos, assim como memória e armazenamento, referidos frequentemente como a hierarquia da memória/armazenamento. Na primeira série de hierarquia de hoje, SRAM é integrado no processador para o acesso de dados rápido. A GOLE, a série seguinte, é separada e usada para a memória central. As unidades de disco e as movimentações de circuito integrado NAND-baseadas do armazenamento (SSDs) são usadas para o armazenamento.

Figo 1: Memórias emergentes para dados patentes e fonte do cálculo: Materiais aplicados

A GOLE e o NAND estão esforçando-se para prosseguir com as exigências da largura de banda e/ou de poder nos sistemas. A GOLE é barata, mas consome o poder. A GOLE é igualmente temporária, significado que perde dados quando o poder é cortado nos sistemas. O NAND, entrementes, é barato e não-temporário-retém dados quando o sistema é interrompido. Mas o NAND e as unidades de disco são lentos.

Assim por anos, a indústria tem procurado “por uma memória universal” que tivesse os mesmos atributos que a GOLE e o flash e poderia os substituir. Os concorrentes são MRAM, PCM e ReRAM. As memórias novas fazem algumas reivindicações corajosas. Por exemplo, STT-MRAM caracteriza a velocidade de SRAM e a não-volatilidade do flash com resistência ilimitada. Comparado ao NAND, ReRAM é mais rápido e bocado-alterável. E assim por diante.

Hoje, embora, a indústria ainda está procurando uma memória universal. “Para colaboradores da tecnologia, nós temos imaginado esse de um dia, algum tipo de memória universal ou de memória do assassino poderá substituir SRAM, GOLE e flash ao mesmo tempo,” disse David Hideo Uriu, diretor de marketing de produto em UMC. Da “as memórias próxima geração não podem ainda substituir algumas das memórias tradicionais, mas podem combinar as forças tradicionais das memórias para cumprir a procura para nichos de mercado.”

Por algum tempo, MRAM, o PCM e ReRAM têm enviado, na maior parte para nichos de mercado. Assim a GOLE, o NAND e SRAM permanecem as memórias do grosso da população.

Mas no R&D, a indústria está trabalhando em diversas novas tecnologias, incluindo uma substituição potencial de SRAM. Geralmente, os processadores integram um processador central, SRAM e uma variedade de outras funções. SRAM armazena as instruções que são precisadas rapidamente pelo processador. Isto é chamado ao nível 1 memória de esconderijo. Na operação, o processador pedirá instruções do esconderijo L1, mas o processador central faltá-las-á às vezes. Assim os processadores igualmente integram o segundo e a memória de esconderijo do terceiro nível, chamados Nível 2 e o esconderijo 3.

o esconderijo L1 SRAM-baseado é rápido. As latências são menos do que um nanossegundo. Mas SRAM igualmente ocupa demasiado espaço na microplaqueta. “SRAM está enfrentando desafios em termos do tamanho de pilha. Porque você escala e vai a 7nm, os tamanhos de pilha são 500F2,” disse Mahendra Pakala, diretor administrativo do grupo da memória em materiais aplicados.

Por anos, a indústria tem olhado para substituir SRAM. Houve diversos concorrentes possíveis ao longo dos anos. Um daqueles inclui o torque MRAM de rotação-transferência (STT-MRAM). STT-MRAM caracteriza a velocidade de SRAM e a não-volatilidade do flash com resistência ilimitada.

STT-MRAM é uma arquitetura do um-transistor com uma pilha de memória magnética da junção do túnel (MTJ). Usa o magnetismo da rotação do elétron para fornecer propriedades permanentes nas microplaquetas. Escreva e leia funções compartilham do mesmo trajeto paralelo na pilha de MTJ.

Everspin já está enviando dispositivos de SST-MRAM para SSDs. Além, diversos fabricantes de chips estão focalizando em STT-MRAM encaixado, que é rachado na substituição e no esconderijo instantâneos encaixados dois mercados-um.

Para isto, STT-MRAM está alinhando acima para substituir encaixado NEM instantâneo nas microplaquetas. Adicionalmente, STT-MRAM é visado para deslocar SRAM, pelo menos para o esconderijo L3. “STT-MRAM está evoluindo para um encaixotamento mais denso em SoCs, onde seus tamanho de pilha menor, mais baixas exigências de poder à espera, e não-volatilidade oferecem uma proposição de obrigação do valor contra SRAM muito maior e temporário usado como o esconderijo a bordo comum da memória e do último-nível,” disse Javier Banos, diretor de marketing para depósito avançado e gravura em àgua forte em Veeco.

Mas STT-MRAM não é rápido bastante substituir SRAM para o esconderijo L1 e/ou L2. Há algumas edições de confiança também. “Nós acreditamos para STT-MRAM, os tempos de acesso saturarão em torno de 5ns a 10ns,” o Pakala de Aplicado disse. “Quando você vai o esconderijo L1 e L2, nós acreditamos que você precisa de ir a SOT-MRAM.”

Ainda no R&D, SOT-MRAM assemelha-se a STT-MRAM. A diferença é que SOT-MRAM integra uma camada do ÉBRIO sob o dispositivo. Induz a comutação da camada injetando um em-plano atual em uma camada adjacente do ÉBRIO, de acordo com Imec.

“Quando você comuta STT-MRAM, você precisa de empurrar atual com o MTJ,” disse Arnaud Furnemont, diretor da memória em Imec. “em SOT-MRAM você tem dois trajetos, se para escreve e se para lido. Lido é como o STT. Você leu com o MTJ. Escreva não é com o MTJ. Este é um benefício grande porque então você pode dar um ciclo o dispositivo e o aperfeiçoar para ter tempos de uma vida mais longa. A segunda vantagem grande está a uma velocidade.”

Hoje, o problema o mais grande com SOT-MRAM é que comuta somente aproximadamente 50% do tempo, que é porque está ainda no R&D. “comparado a SRAM, SOT-MRAM pode ter vantagens potenciais tais como uma densidade mais alta e consumo de mais baixa potência devido a sua não-volatilidade,” o Uriu de UMC disse. “SOT-MRAM precisa de ser executado em aplicações eficazes na redução de custos com clientes querendo.”

Para endereçar o problema, Imec desenvolveu “um interruptor campo-livre” SOT-MRAM. Imec encaixa um ferromagnet no hardmask, que dá forma à trilha do ÉBRIO. Isto permite o interruptor rápido na baixa potência.

SOT-MRAM não está pronto ainda. De fato, tomará dois ou mais anos antes que a indústria determine se é viável.

Entrementes, no R&D, o trabalho é corrente em outras substituições potenciais de SRAM, a saber 3D SRAM. Em 3D SRAM, os dados de SRAM são empilhados no processador e conectados usando vias do através-silicone (TSVs).

3D SRAM encurta a distância da interconexão entre o processador e o SRAM. O tempo o dirá se 3D SRAM é uma aproximação viável.

Concorrentes da GOLE

Como SRAM, a indústria por anos tem tentado substituir a GOLE. Em arquiteturas de hoje do cálculo, em movimentos dos dados entre um processador e em GOLE. Mas às vezes esta troca causa a latência e o consumo de potência aumentado, que é chamado às vezes a parede da memória.

A GOLE caiu atrás em exigências da largura de banda. O sinal de adição, escamação da GOLE está retardando no nó 1xnm de hoje.

“Nossas aplicações exigem muita memória. Este problema tornou-se mais mau com aplicações de aprendizagem da máquina. Exigem muita memória,” disse Subhasish Mitra, professor da engenharia elétrica e da informática em Stanford University. “Se você poderia pôr toda a memória sobre uma microplaqueta, a vida seria grande. Você não teria que ir fora da microplaqueta à GOLE e passar muitas energia e hora que tentam à memória de acesso. Assim nós temos que fazer algo sobre ele.”

Há um número de opções quecolam com GOLE, substituindo a GOLE, empilhando a GOLE nos módulos altos da memória da largura de banda, ou movendo-se para uma arquitetura nova.

A boa notícia é que a GOLE não está estando ainda, e a indústria está migrando do padrão de relação DDR4 de hoje à tecnologia da próxima geração DDR5. Por exemplo, Samsung introduziu recentemente um dispositivo móvel da GOLE de 12Gb LPDDR5. A uma taxa de dados de 5,500Mb/s, o dispositivo é 1,3 vezes mais rapidamente do que as microplaquetas LPDDR4.

Logo, embora, os OEMs terão outras escolhas da memória além das goles DDR5. Um grupo de trabalho dentro de JEDEC (JC-42.4) está desenvolvendo umas especs. novas de DDR5 NVRAM que eventualmente permitam OEMs de deixar cair os vários dispositivos de memória novos em um soquete DDR5 sem alteração. “A especificação de NVRAM abrange a memória do nanotube do carbono, memória da fase-mudança, RAM resistive e RAM teoricamente magnético,” disse Bill Gervasi, arquiteto principal dos sistemas em Nantero. “Nós estamos unificando todas as arquiteturas.”

Estas especs. podiam facilitá-lo usar uma memória nova datilografam dentro sistemas. É igualmente uma maneira de substituir a GOLE.

Ainda, é difícil substituir a GOLE e o NAND. São baratos, provado, e podem segurar a maioria de tarefas. Além, ambos têm mapas rodoviários para melhorias do futuro. O “NAND tem 5 anos positivos e 3 gerações positivas a ir. A GOLE escalará lentamente pelos próximos 5 anos,” disse Mark Webb, diretor em riscos de MKW que consulta. “Nós temos as memórias novas contínuas que são realmente disponíveis e enviar. Estes crescerão e aumentarão, não substituirão, GOLE e NAND.”

Um tipo novo da memória está ganhando o vapor, a saber 3D XPoint. Introduzido por Intel em 2015, 3D XPoint é baseado em uma tecnologia chamada PCM. Usado em SSDs e DIMMs, informação das lojas do PCM nas fases amorfas e cristalinas.

Mas Intel estava atrasado com a tecnologia. Intel está enviando SSDs com 3D XPoint. “Eu uni uma previsão baseada em 2015 em uma suposição que Intel estava indo enviar o DIMMs em 2017. Terminaram acima não fazer isso até 2019,” disse Jim Handy, um analista na análise objetiva.

Todavia, construído em torno de uma arquitetura empilhada da dois-camada, o dispositivo do 3D XPoint de Intel vem em densidades de 128 gigabits usando as geometria 20nm. “É uma grande memória persistente, mas não está substituindo o NAND ou GOLE,” o Webb de MKW disse.

Agora, Intel e o mícron estão desenvolvendo a versão seguinte do PCM, que aparecerá em 2020. A próxima geração 3D XPoint é esperada provavelmente ao baseado na tecnologia de processamento 20nm, mas pode ter quatro pilhas, de acordo com Webb. “Nós esperarí-a-amos estar duas vezes a uma densidade. Hoje, é 128Gbit. Nós estamos esperando 256Gbit para a próxima geração,” disse.

Há outras encenações. No futuro, as análises objetivas acessíveis consideram 3D XPoint ficar como um dispositivo da dois-camada, mas mover-se para tamanhos de característica 15nm. O tempo o dirá.

Quando o PCM ramping acima, outras tecnologias tais como FETs ferroelectric (FeFETs) estão ainda no R&D. “em pilhas de memória de FeFET, um isolador ferroelectric são introduzidas na pilha da porta de um dispositivo padrão do MOSFET,” explicaram Stefan Müller, diretor-executivo da memória Ferroelectric (FMC).

“Comparado ao HfO2 dielétrico padrão no uso hoje, HfO2 ferroelectric mostra um momento de dipolo permanente, que mude a tensão do ponto inicial do transistor em uma maneira permanente,” Müller disse. “Pela escolha apropriada de tensões para fora lidas, uma corrente alta ou uma baixa corrente correm através do transistor.”

FMC e outro desenvolvendo estão encaixando e dispositivos autônomos de FeFET. Um FeFET encaixado seria integrado em um controlador. Um dispositivo autônomo pode transformar-se um tipo novo da memória ou uma substituição da GOLE. “FeRAM é a boa alternativa, que usa distante menos energia do que a GOLE. Mas a resistência precisa de ser melhorada, de” o Yoon Lam disse.

É obscuro o que o sentido FeFETs irá, mas há alguns desafios aqui. De “as pilhas memória baseadas em HfO2 ferroelectric podem mostrar a retenção além de 250°C, ciclos de ciclagem dos dados da resistência >1010, escrevem/velocidades lidas no regime 10ns, consumo de energia das FJ, e escalabilidade além dos nós da tecnologia do finFET,” o Müller de FMC disse. “O desafio é atualmente fundir este o medidor em um dispositivo de memória, e paralelamente em disposições de milhões de pilhas de memória, e cada um destas pilhas de memória tem que executar mais ou menos identicamente.”

Entrementes, por anos, Nantero tem desenvolvido ram do nanotube do carbono para apps encaixado e da Gole-substituição. Os nanotubes do carbono são as estruturas cilíndricas, que são fortes e condutoras. Ainda no R&D, o NRAMs de Nantero é mais rápido do que a GOLE e permanente como o flash. Mas isto tomando está sendo esperado mais por muito tempo do que comercializar.

Fujitsu, primeiro cliente para NRAMs, é esperado provar partes em 2019 com a produção slated para 2020.

Os nanotubes do carbono estão movendo-se em outros sentidos. Em 2017, DARPA lançou diversos programas, incluindo 3DSoC. O MIT, Stanford e SkyWater são sócios no programa 3DSoC, que aponta desenvolver os dispositivos 3D monolíticos que empilham ReRAM sobre a lógica do nanotube do carbono. ReRAM é baseado no interruptor eletrônico de um elemento do resistor.

Ainda no R&D, a tecnologia não é uma substituição da GOLE. Em lugar de, cai sob a categoria assim chamada da cálculo-em-memória. O objetivo é trazer as funções da memória e de lógica mais perto de para aliviar o gargalo da memória nos sistemas.

“Você tem que pensar sobre ir à terceira dimensão,” o Mitra de Stanford disse. “De outra maneira, como é você que vai pôr tudo sobre uma microplaqueta?”

Atualmente, o dispositivo 3DSoC é uma estrutura da dois-camada 3D, que coloque ReRAM na lógica do nanotube do carbono. Um dispositivo da quatro-camada é devido pela extremidade do ano. O objetivo é trazer acima a produção e fornecer a bolacha do multi-projeto corre em 2021.

Recentemente, o grupo transferiu a tecnologia a SkyWater. Os planos do vendedor da fundição para fazer os dispositivos usando um processo 90nm em bolachas de 200mm. “A arquitetura 3DSoC inclui séries de transistor nanotube-baseados carbono. São feitos em n e os tipos de p para fazer uma tecnologia do transistor do CMOS,” disse Brad Ferguson, CTO de SkyWater. “Que pode ser combinado com outras séries de memória de ReRAM, que incluiriam um transistor CNT-baseado do acesso.”

No fabuloso, os nanotubes do carbono são formados usando um processo do depósito. O desafio é que os nanotubes são variações e desalinhamento inclinados durante o processo.

“Os desafios chaves que nós vemos e temos os trajetos a superar incluem três coisas preliminares. O primeiro é pureza dos nanotubes do carbono. Há muita variabilidade em nanotubes do carbono no material de origem. A parte do programa está melhorando a pureza do material de origem tal isso que nós obtemos a único-parede nanotubes semiconducting do carbono com pureza alta,” Ferguson disse. “Os segundos e terceiros desafios relacionam-se à integração como um transistor. Aquela é variabilidade e estabilidade do desempenho do transistor.”

A tecnologia é intrigante-se trabalha. “O fato é que nós podemos escalar esta tecnologia para baixo após ter demonstrado isto em 90nm. Isso é combinado com o objetivo indicado deste programa, que é outperform a tecnologia 7nm planar. Isto significa se o programa é bem sucedido, ele poderia restaurar a escamação do nó em uma curva diferente em termos da complexidade, desempenho e custo, ‘’ adicionou.

Memória do AI

Nos trabalhos por anos, ReRAM uma vez touted como uma substituição do NAND. Mas o NAND escalou pensou mais distante do que previamente, fazendo com que muitos reposicionem ReRAM.

Hoje, alguns estão trabalhando em ReRAM encaixado. Outro estão desenvolvendo ReRAM autônomo para aplicações ameia-orientadas. Mais a longo prazo, ReRAM está expandindo seus horizontes. Visou para apps do AI, uma substituição da GOLE, ou ambos.

Uma empresa de ReRAM, barra transversal, está desenvolvendo um dispositivo autônomo que poderia potencialmente deslocar a GOLE. Isto envolve a barra-como a arquitetura com o ReRAM e a lógica.

“Após a fala aos clientes, especialmente em centros de dados, o ponto o mais grande da dor é GOLE. Não é NAND. É GOLE devido ao consumo de energia e custo,” disse Sylvain Dubois, vice-presidente do mercado e do desenvolvimento de negócios estratégicos na barra transversal. “Para aplicações autônomas do alto densidade, nós estamos visando a substituição da GOLE em centros de dados para aplicações ler-intensivas. Em 8X a densidade da GOLE e sobre 3X à redução de custo 5X, este fornece a grande redução de TCO, junto com economias de energia maciças em centros de dados do hyperscale.”

A tecnologia do ReRAM da barra transversal é visada igualmente para a aprendizagem de máquina. A aprendizagem de máquina envolve uma rede neural. Em redes neurais, um sistema tritura dados e identifica testes padrões. Combina determinados testes padrões e aprende quais daqueles atributos são importantes.

ReRAM é visado para apps ainda mais avançados. “Há umas grandes oportunidades de usar ReRAM em maneiras novas tais como a computação análoga e a computação neuromorphic, mas este é mais na fase de pesquisa,” Dubois disse.

Neuromorphic que computa igualmente usa uma rede neural. Para isto, avançou ReRAM está tentando replicate o cérebro no silicone. O objetivo é imitar a maneira que a informação se está movendo no dispositivo usando pulsos preciso-programados, e há muito uma pesquisa corrente nesta área, particularmente sobre a parte dianteira dos materiais.

“A pergunta grande é o que precisa de ser feita para o permitir realmente,” disse Srikanth Kommu, diretor executivo do negócio do semicondutor no cervejeiro Science. “Há muita pesquisa em torno se os materiais podem fazer a diferença nesta área. Agora, nós não somos certos.”

Há dois aspectos aos materiais. Um envolve a velocidade e a durabilidade. O segundo envolve o manufacturability e o defectivity, ambo afetam o rendimento e finalmente o custo. “Muito isto é baseado em tolerâncias e defectivity,” disse Kommu. “Se o defectivity é 100, você precisa a melhoria de 70% cada dois anos.”

O interesse em arquiteturas neuromorphic está crescendo com a adoção e a propagação de AI/ML para razões do poder e de desempenho. A partida Weebit de Leti e de ReRAM Nano demonstrou recentemente um formulário de neuromorphic computar-eles executou tarefas do reconhecimento de objeto nos sistemas.

O programa demonstrativo usou a tecnologia do ReRAM de Weebit, correndo o uso das tarefas da inferência que crava algoritmos da rede neural. “A inteligência artificial está expandindo rapidamente. Nós estamos vendo aplicações no reconhecimento de cara, veículos autônomos, e uso no prognóstico médico, para nomear apenas alguns domínios,” disse Coby Hanoch, diretor-executivo de Weebit.

Conclusão

STT-MRAM foi proposto igualmente como uma substituição da GOLE. Mas STT-MRAM ou as outras memórias novas não deslocarão a GOLE ou o NAND.

Ainda, a corrente e as futuras gerações de memórias valem a pena olhar. Até agora, não interromperam a paisagem. Mas estão fazendo um dente contra os encarregados no mercado nunca-em mudança da memória. “Nós somos em um lugar com tecnologias de memória emergentes onde a raça não seja ganhada ainda,” o dito acessível das análises objetivas. (O artigo é do Internet).