一種旨在替代DRAM和 NAND的新型存儲

如果您一直關注有關內(nèi)存技術的新聞,則可能聽說過幾種可使RAM和SSD 更快,更密集和更節(jié)能的技術。那里還有大量研究集中在尋找一種進行“ 內(nèi)存內(nèi)計算 ”的方法,這是從根本上消除了數(shù)據(jù)在處理器,內(nèi)存和設備的非易失性存儲之間往返的帶來的瓶頸。

如果您一直關注有關內(nèi)存技術的新聞,則可能聽說過幾種可使RAM和SSD 更快,更密集和更節(jié)能的技術。那里還有大量研究集中在尋找一種進行“ 內(nèi)存內(nèi)計算 ”的方法,這是從根本上消除了數(shù)據(jù)在處理器,內(nèi)存和設備的非易失性存儲之間往返的帶來的瓶頸。

而所有這些都源于以下事實:將數(shù)據(jù)寫入DRAM既快速又節(jié)能,但是一旦斷電,數(shù)據(jù)的完整性也會隨之下降。然后,您必須不斷刷新該數(shù)據(jù),那就造成效率不是很高。另一方面,NAND是一種相對可靠的數(shù)據(jù)存儲方式,但是寫入和擦除操作速度很慢,會使單元性能下降,使其無法用作工作內(nèi)存。

英國蘭開斯特大學的研究人員說,他們已經(jīng)建立了一種新型的非易失性存儲器,它以DRAM的速度工作,而據(jù)報道在寫入數(shù)據(jù)時僅消耗后者所需能量的百分之一。

這種技術被稱為UK III-V Memory,它基于20nm光刻工藝構建。研究人員解釋說,它提供了5ns的寫入時間(與DRAM相當)和類似閃存的讀取簡單性。但最有趣的功能實際上是非易失性,即在斷電時保持數(shù)據(jù)完整的能力。

UK III-V原型晶體管

據(jù)說他們打造的這個芯片原型能夠使用2.1 V的電壓擦除和編程數(shù)據(jù),而典型的NAND單元則使用3 V的電壓擦除。實現(xiàn)這一目標的方法是通過“雙阱共振隧道結, ”(dual well resonant tunnelling junction),這是通過使用交替的GaSb(銻化鎵)和InAs(砷化銦)層實現(xiàn)的。

與閃存的工作原理類似,新的存儲單元使用“浮柵”存儲“ 1”或“ 0”,但此處InAs浮柵被GaSb和AlSb的大導帶不連續(xù)性所隔離。簡單來說,UK III-V存儲器中使用的晶體管具有更好的導通和截止狀態(tài),它們被設計為利用兩種材料來確保將信息存儲“異常長”的時間。

但他們并沒有披露讀取操作的功耗的詳細信息,不過該項目首席研究員Manus Hayne表示,只要讀取新的“ 1”,新內(nèi)存就不需要重建數(shù)據(jù),也不需要不斷刷新以確保數(shù)據(jù)完整性。因此,即使讀取確實需要更多功能,也需要進行權衡。

UK III-V內(nèi)存可以使設備在斷電的情況下保留數(shù)據(jù),并幾乎立即打開電源并返回到上次停止的位置。海恩(Hayne)認為,它可以取代價值1000億美元的DRAM和閃存市場,并且正在申請專利。

同時,Hynix計劃基于HBM2E技術制造世界上最快的DRAM,該技術可以每秒460 GB以上的速度傳輸數(shù)據(jù)。英特爾已經(jīng)將Optane DC持久內(nèi)存DIMM交付給企業(yè)客戶已有數(shù)月之久,為他們提供了一種彌合DRAM和NAND之間的差距的方法,以應對需要兩全其美的某些工作負載。

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