四大儲存技術(shù)將改變電腦內(nèi)存未來
隨著電腦處理器、顯卡性能的不斷提升，現(xiàn)在內(nèi)存已經(jīng)成為了電腦整體性能最大的瓶頸。而近年來全球晶圓緊張，內(nèi)存條市場價格的居高不下，嚴重的阻礙了我們升級電腦內(nèi)存。這使得盡管近年來內(nèi)存條市場需要日益劇增，但是電腦內(nèi)存條消費市場卻出現(xiàn)了前所未有的萎縮?！ ≡谶@樣的情況下提升DRAM產(chǎn)能，提升內(nèi)存性能，降低內(nèi)存成本，成為各大儲存芯片廠商近年研究的主要課題。擴大DRAM生產(chǎn)，需要的投入非常巨大。 DRAM，Dynamic RAM，Dynamic動態(tài)，RAM隨機儲存器。DRAM的基礎是隨機儲存技術(shù)。與其花費巨大的投入去擴大遲早要淘汰的DRAM的產(chǎn)能，還不如另起爐灶，研究新的RAM技術(shù)。只有研究新的RAM技術(shù)才能使得內(nèi)存條在性能上獲得巨大的提升，在成本上得到有效的降低。于是近年來涌現(xiàn)了許多新的儲存技術(shù)。3D SUPER DRAM 無論是對于閃存來說，還是對于內(nèi)存顆粒來說，2D的堆棧方式已經(jīng)沒有進步的空間了，3D的堆棧方式成為發(fā)展的必然。3D SUPER DRAM將提升DRAM的儲存密度，降低DRAM成本，提升DRAM的性能。 RRAM：阻變式儲存器 RRAM，阻變式儲存器，又稱憶阻器?！ RAM以電荷多少來儲存數(shù)據(jù)，需要不斷的刷新，導致容量和能耗受到限制，工藝制程難以下降。 RRAM用憶阻器來做儲存，金屬氧化物的儲存器的主要原理，首先就是在低阻態(tài)狀態(tài)下，儲存器可以使導電絲斷掉，成為高阻態(tài)，而這個操作時間是比較長的，延遲較大，同樣在這種狀態(tài)下，再加上一定大小的電壓，就使得導電絲從高阻態(tài)變成了低阻態(tài)?！ RAM的優(yōu)勢是容量很大、速度快、能耗低。1T容量的RRAM可能未來只要指甲蓋那么大。RRAM的速度將是DRAM的20倍，能耗降低近20倍，運用壽命也將提升約10倍。RRAM將可能打破內(nèi)存和硬盤的界限，使得它們合二為一?！ ‖F(xiàn)在中芯國際已經(jīng)能生產(chǎn)40NM的RRAM了。并且中芯國際與中科院微電子研究的28NM RRAM已經(jīng)取得了顯著的進展。 我國在RRAM方面，現(xiàn)在已經(jīng)達到了世界先進水平。這是非常難得的！ MRAM：磁性隨機儲存器 MRAM是指以磁電阻性質(zhì)來儲存數(shù)據(jù)的隨機儲存器，它采用磁化的方向不一樣所導致的磁電阻不一樣來記錄0和1，只要外部磁場不改變，磁化的方向就不會變化?！ RAM的優(yōu)勢是，它擁有高速讀取寫入能力，以及高集成度，而且基本上可以無限次地重復寫入。MRAM的速度是閃存的近1000倍。 1995年摩托羅拉研究出MRAM?！ ?016年7月，IBM和三星聯(lián)合開發(fā)了11納米pMTJ的MRAM?！ ?017年8月，Everspin公司發(fā)布消息，已經(jīng)開始對新產(chǎn)品1G容量的ST-MRAM EMD4E001G進行采樣工作?！ ?jù)消息，三星、臺積電都準備在2018年量產(chǎn)MRAM。MRAM技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成熟，隨著光刻技術(shù)的不斷提升，MRAM成本的下降，MRAM極其可能成為DRAM的最終替代者。 PRAM/PCM：相變儲存器 PRAM，利用特殊材料在晶態(tài)和非晶態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化時所表現(xiàn)出來的導電性不一樣來儲存數(shù)據(jù)的非易失性儲存裝置。 PRAM理論上讀寫速度比閃存快近1000倍，并且儲存密度更大。 實際上英特爾、鎂光合作研究的3D XPoint就是運用了PRAM技術(shù)（盡管英特爾拒不承認，因為涉及到知識產(chǎn)權(quán)）。而英特爾的奧騰速度僅僅是閃存的10倍左右，它號稱不清楚硬盤、內(nèi)存界限也并未達到。不過據(jù)傳，英特爾將在2018年下半年推出512G的內(nèi)存條，讓我們拭目以待。 總結(jié)：3D SUPER DRAM將可能使得內(nèi)存顆粒的成本降低，產(chǎn)能增加，從而短時間內(nèi)，讓電腦內(nèi)存條價格慢慢下滑，回歸性價比。而RRAM、MRAM、PRAM未來將可能大大提升電腦內(nèi)存性能，甚至將可能使得電腦硬盤和內(nèi)存合二為一。但這三項技術(shù)還需要很長一段時間才能在消費級數(shù)碼產(chǎn)品領(lǐng)域普及。