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समाचार

November 17, 2020

अगली नई यादें

HOREXS चीन में प्रसिद्ध आईसी सब्सट्रेट पीसीबी मैनफैक्टैक्टर में से एक है, लगभग पीसीबी आईसी पैकेज / परीक्षण, आईसी विधानसभा के लिए उपयोग कर रहे हैं।

कई अगली पीढ़ी के स्मृति प्रकार आर एंड डी के वर्षों के बाद उभर रहे हैं, लेकिन अनुसंधान पाइपलाइन में अभी भी अधिक नई यादें हैं।

आज, कई अगली पीढ़ी की यादें, जैसे एमआरएएम, चरण-परिवर्तन मेमोरी (पीसीएम) और रेराम, एक डिग्री या किसी अन्य के लिए शिपिंग हैं।अगली नई यादों में से कुछ इन तकनीकों का विस्तार हैं।अन्य पूरी तरह से नई प्रौद्योगिकियों पर आधारित हैं या इनमें वास्तु परिवर्तन शामिल हैं, जैसे निकट या इन-मेमोरी कंप्यूटिंग, जो प्रसंस्करण कार्यों को स्मृति के पास या अंदर लाते हैं।उनमें से किसी को भी R & D से बाहर धकेलना कई तकनीकी और व्यावसायिक बाधाओं को पार करना है, और यह संभव नहीं है कि वे सभी सफल होंगे।लेकिन कुछ आज के DRAM, NAND और SRAM को बदलने के लिए विशेष रूप से आशाजनक और संभावित रूप से लक्षित हैं।

अगले नए मेमोरी प्रकार हैं:

FeFET या FeRAM: अगली पीढ़ी की फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी।

नैनोट्यूब रैम: सालों से आरएंडडी में नैनो डॉट रैम को DRAM को विस्थापित करने का लक्ष्य रखा गया है।अन्य एक ही उपकरण पर कार्बन नैनोट्यूब और अगली पीढ़ी की यादें विकसित कर रहे हैं।

चरण-परिवर्तन मेमोरी: पहले पीसीएम उपकरणों को शिपिंग करने के बाद, इंटेल एक नया संस्करण तैयार कर रहा है।अन्य पीसीएम बाजार में प्रवेश कर सकते हैं।

रेराम: भविष्य के संस्करणों को एआई एप्लिकेशन के लिए तैनात किया गया है।

स्पिन-ऑर्बिट टॉर्क MRAM (SOT-MRAM): एक अगली पीढ़ी के MRAM ने SRAM को बदलने का लक्ष्य रखा।

ऊर्ध्वाधर दिशा में धक्का देने के अतिरिक्त प्रयास हैं।उदाहरण के लिए, कुछ 3 डी एसआरएएम विकसित कर रहे हैं, जो प्लानर एसआरएएम के संभावित प्रतिस्थापन के रूप में तर्क पर एसआरएएम को ढेर कर देता है।

जबकि कुछ नए मेमोरी प्रकार अंततः शिपिंग हैं, जूरी अभी भी बाहर है जो आगे आता है।लैम रिसर्च के वरिष्ठ तकनीकी निदेशक एलेक्स यून ने कहा, "हम इन उभरती या अगली-जीन की यादों को देखना शुरू कर रहे हैं, लेकिन आखिरकार वे और अधिक कर्षण प्राप्त कर रहे हैं, लेकिन वे अभी भी शुरुआती विकास के चरणों में हैं।"“SOT और FeRAM होनहार हैं।हालांकि, यह अर्थशास्त्र द्वारा निर्धारित किया गया है या नहीं इसकी आवश्यकता अधिक होगी। ”

वर्तमान और भविष्य की अगली-जीन यादें अन्य चुनौतियों का सामना करती हैं।"नई सामग्री, भंडारण अवधारणाओं और सामग्री प्रौद्योगिकी के साथ नई मेमोरी प्रकारों का एक विस्फोट है," केएलए में प्रमुख उपज सलाहकार स्कॉट हूवर ने कहा।“यह सामग्री और संरचनात्मक लक्षण वर्णन के लिए क्षेत्रों में महत्वपूर्ण चुनौतियों को प्रस्तुत करता है।यह बहुत संभव है कि प्रौद्योगिकी की उन्नति और मौलिक समझ का तालमेल अद्वितीय सामग्रियों और संरचनाओं को चिह्नित करने, मापने, नियंत्रण और सुधारने की हमारी क्षमता से प्रेरित होगा। ”

सभी ने बताया, वर्तमान और भविष्य की अगली-जीन की यादें एक जगह मिल सकती हैं, लेकिन वे परिदृश्य पर हावी नहीं होंगे।हूवर ने कहा, '' इमर्जिंग मेमोरी में मौजूदा 5-10 वर्षों में मौजूदा NAND या DRAM मार्केट्स पर काफी असर नहीं पड़ेगा।

SRAM की जगह

आज के सिस्टम प्रोसेसर, ग्राफिक्स, साथ ही मेमोरी और स्टोरेज को एकीकृत करते हैं, जिसे अक्सर मेमोरी / स्टोरेज पदानुक्रम के रूप में संदर्भित किया जाता है।आज के पदानुक्रम के पहले स्तर में, SRAM को तेज डेटा एक्सेस के लिए प्रोसेसर में एकीकृत किया गया है।DRAM, अगला टियर, अलग है और मुख्य मेमोरी के लिए उपयोग किया जाता है।डिस्क ड्राइव और NAND- आधारित सॉलिड-स्टेट स्टोरेज ड्राइव (SSDs) का उपयोग स्टोरेज के लिए किया जाता है।

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अंजीर 1: व्यापक डेटा और गणना स्रोत के लिए उभरती यादें: एप्लाइड सामग्री

DRAM और NAND सिस्टम में बैंडविड्थ और / या पावर आवश्यकताओं को बनाए रखने के लिए संघर्ष कर रहे हैं।डीआरएएम सस्ता है, लेकिन यह बिजली की खपत करता है।DRAM भी अस्थिर है, जिसका अर्थ है कि यह सिस्टम में बिजली बंद होने पर डेटा खो देता है।नंद, इस बीच, सस्ता और गैर-वाष्पशील है - यह सिस्टम बंद होने पर डेटा को बरकरार रखता है।लेकिन नंद और डिस्क ड्राइव धीमी हैं।

इसलिए, वर्षों से, उद्योग एक "सार्वभौमिक स्मृति" की तलाश कर रहा है, जिसमें DRAM और फ्लैश जैसी ही विशेषताएँ हैं और उन्हें प्रतिस्थापित किया जा सकता है।दावेदार एमआरएएम, पीसीएम और रेराम हैं।नई यादें कुछ साहसिक दावे करती हैं।उदाहरण के लिए, एसटीटी-एमआरएएम में SRAM की गति और असीमित धीरज के साथ फ्लैश की गैर-अस्थिरता है।NAND की तुलना में, ReRAM तेज और थोड़ा-परिवर्तनशील है।और इसी तरह।

आज, हालांकि, उद्योग अभी भी एक सार्वभौमिक स्मृति की तलाश में है।"प्रौद्योगिकी डेवलपर्स के लिए, हम कल्पना कर रहे हैं कि एक दिन, किसी प्रकार की सार्वभौमिक मेमोरी या हत्यारा स्मृति SRAM, DRAM और फ्लैश को एक ही समय में बदलने में सक्षम होगी," यूएमसी में उत्पाद विपणन निदेशक डेविड हिदेओ उरीयू ने कहा।"अगली पीढ़ी की यादें अभी भी पारंपरिक यादों में से किसी को बदलने में सक्षम नहीं हैं, लेकिन वे आला बाजारों की मांग को पूरा करने के लिए यादों की पारंपरिक ताकत को जोड़ सकते हैं।"

कुछ समय के लिए, MRAM, PCM और ReRAM की शिपिंग हो चुकी है, जो ज्यादातर आला बाजारों के लिए है।इसलिए DRAM, NAND और SRAM मुख्यधारा की यादें हैं।

लेकिन R & D में, उद्योग कई नई तकनीकों पर काम कर रहा है, जिसमें संभावित SRAM प्रतिस्थापन शामिल है।आम तौर पर, प्रोसेसर एक सीपीयू, एसआरएएम और कई अन्य कार्यों को एकीकृत करते हैं।SRAM उन निर्देशों को संग्रहीत करता है जो प्रोसेसर द्वारा तेजी से आवश्यक होते हैं।इसे लेवल 1 कैश मेमोरी कहा जाता है।ऑपरेशन में, प्रोसेसर एल 1 कैश से निर्देश मांगेगा, लेकिन सीपीयू कभी-कभी उन्हें याद करेगा।इसलिए प्रोसेसर दूसरे और तीसरे स्तर के कैश मेमोरी को भी एकीकृत करते हैं, जिसे लेवल 2 और 3 कैश कहा जाता है।

SRAM- आधारित L1 कैश तेज है।अक्षांश एक नैनोसेकंड से कम हैं।लेकिन SRAM चिप पर बहुत अधिक जगह घेरता है।“SRAM सेल आकार के संदर्भ में चुनौतियों का सामना कर रहा है।जैसा कि आप पैमाने पर और 7nm पर जाते हैं, सेल आकार 500F2 हैं, ”एप्लाइड मैटेरियल्स में मेमोरी ग्रुप के प्रबंध निदेशक महेंद्र पकाला ने कहा।

सालों से इंडस्ट्री SRAM की जगह लेना चाह रही है।वर्षों से कई संभावित दावेदार हैं।उनमें से एक में स्पिन-ट्रांसफर टॉर्क MRAM (STT-MRAM) शामिल है।एसटीटी-एमआरएएम में SRAM की गति और असीमित धीरज के साथ फ्लैश की गैर-अस्थिरता है।

एसटीटी-एमआरएएम एक एक-ट्रांजिस्टर वास्तुकला है जिसमें चुंबकीय सुरंग जंक्शन (एमटीजे) मेमोरी सेल है।यह चिप्स में गैर-वाष्पशील गुण प्रदान करने के लिए इलेक्ट्रॉन स्पिन के चुंबकत्व का उपयोग करता है।एमटीजे सेल में लेखन और रीड फ़ंक्शंस समान समानांतर पथ साझा करते हैं।

एवरस्पिन पहले से ही एसएसडी के लिए एसएसटी-एमआरएएम उपकरणों की शिपिंग कर रहा है।इसके अलावा, कई चिप निर्माता एम्बेडेड एसटीटी-एमआरएएम पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, जो दो बाजारों में विभाजित है- एक एम्बेडेड फ्लैश रिप्लेसमेंट और कैश।

इसके लिए, एसटीटी-एमआरएएम चिप्स में एम्बेडेड एनआर फ्लैश को बदलने के लिए तैयार है।इसके अतिरिक्त, एसटीटी-एमआरएएम को SRAM को विस्थापित करने का लक्ष्य है, कम से कम L3 कैश के लिए।“एसटीटी-एमआरएएम एसओसीएस में सघनता के लिए विकसित हो रहा है, जहां इसकी छोटी सेल का आकार, कम अतिरिक्त बिजली की आवश्यकताएं, और गैर-अस्थिरता, बड़े ऑन-बोर्ड मेमोरी और अंतिम-स्तर के रूप में उपयोग किए जाने वाले एसआरएएम के खिलाफ एक सम्मोहक मूल्य प्रस्ताव पेश करते हैं। कैश, ”जेवियर बानोस ने कहा, वीको में एडवांस्ड डिपोजिशन और एच के लिए मार्केटिंग के निदेशक।

लेकिन STT-MRAM L1 और / या L2 कैश के लिए SRAM को बदलने के लिए पर्याप्त तेज़ नहीं है।कुछ रिलेबिलिटी मुद्दे भी हैं।"हम एसटीटी-एमआरएएम के लिए विश्वास करते हैं, पहुंच का समय लगभग 5 से 10 बजे तक संतृप्त होगा," एप्लाइड के पकाला ने कहा।"जब आप L1 और L2 कैश जाते हैं, तो हमारा मानना ​​है कि आपको SOT-MRAM पर जाने की आवश्यकता है।"

अभी भी R & D में, SOT-MRAM STT-MRAM से मिलता जुलता है।अंतर यह है कि SOT-MRAM डिवाइस के नीचे एक SOT लेयर को एकीकृत करता है।यह Imec के अनुसार, एक आसन्न SOT परत में एक इन-प्लेन करंट को इंजेक्ट करके परत के स्विच को प्रेरित करता है।

"जब आप एसटीटी-एमआरएएम को स्विच करते हैं, तो आपको एमटीजे के माध्यम से वर्तमान को धक्का देने की आवश्यकता होती है," इमेक ने कहा कि इमेक के स्मृति निदेशक।“SOT-MRAM में आपके पास दो रास्ते हैं, एक लिखने के लिए और एक पढ़ने के लिए।रीड एसटीटी की तरह है।आप एमटीजे के माध्यम से पढ़ते हैं।राइट एमटीजे के माध्यम से नहीं है।यह एक बड़ा लाभ है क्योंकि तब आप डिवाइस को साइकिल कर सकते हैं और इसे लंबे समय तक जीवन के लिए अनुकूलित कर सकते हैं।दूसरा बड़ा फायदा गति है। ”

आज, एसओटी-एमआरएएम के साथ सबसे बड़ी समस्या यह है कि यह केवल लगभग 50% समय स्विच करता है, यही कारण है कि यह अभी भी आरएंडडी में है।UMC के Uriu ने कहा, "SRAM की तुलना में, SOT-MRAM में उच्च-घनत्व और कम बिजली की खपत जैसे संभावित लाभ हो सकते हैं।""एसओटी-एमआरएएम को इच्छुक ग्राहकों के साथ लागत प्रभावी अनुप्रयोगों में लागू करने की आवश्यकता है।"

समस्या को हल करने के लिए, Imec ने "फील्ड-फ्री स्विचिंग" SOT-MRAM विकसित किया है।Imec हार्डकॉक में एक फेरोमैग्नेट एम्बेड करता है, जो SOT ट्रैक को आकार देता है।यह कम बिजली पर तेजी से स्विच करने में सक्षम बनाता है।

SOT-MRAM अभी तक तैयार नहीं है।वास्तव में, उद्योग को यह निर्धारित करने में दो या अधिक वर्ष लगेंगे कि क्या यह व्यवहार्य है।

इस बीच, अनुसंधान एवं विकास में, अन्य संभावित SRAM प्रतिस्थापनों पर काम चल रहा है, अर्थात् 3D SRAM।3 डी एसआरएएम में, एसआरएएम मर जाता है प्रोसेसर पर और जुड़े हुए सिलिकॉन-वायस (टीएसवी) का उपयोग करके।

3 डी एसआरएएम प्रोसेसर और एसआरएएम के बीच अंतर दूरी को छोटा करता है।समय बताएगा कि 3D SRAM एक व्यवहार्य दृष्टिकोण है।

DRAM के दावेदार

SRAM की तरह, सालों से इंडस्ट्री DRAM को बदलने की कोशिश कर रही है।आज की गणना के आर्किटेक्चर में, प्रोसेसर और DRAM के बीच डेटा चलता है।लेकिन कई बार यह मुद्रा विलंबता और बढ़ती बिजली की खपत का कारण बनती है, जिसे कभी-कभी मेमोरी वॉल भी कहा जाता है।

बैंडविड्थ आवश्यकताओं में DRAM पीछे रह गया है।इसके अलावा, DRAM स्केलिंग आज के 1xnm नोड पर धीमी हो रही है।

“हमारे अनुप्रयोगों को बहुत अधिक मेमोरी की आवश्यकता होती है।मशीन सीखने के अनुप्रयोगों के साथ यह समस्या बदतर हो गई है।स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और कंप्यूटर विज्ञान के प्रोफेसर सुभाषिश मित्रा ने कहा, उन्हें बहुत अधिक स्मृति की आवश्यकता होती है।“यदि आप एक चिप पर सभी मेमोरी डाल सकते हैं, तो जीवन बहुत अच्छा होगा।आपको DRAM से चिप को हटाने और मेमोरी तक पहुंचने की कोशिश में बहुत सारी ऊर्जा और समय खर्च नहीं करना पड़ेगा।इसलिए हमें इसके बारे में कुछ करना होगा। ”

यहाँ कई विकल्प हैं - DRAM के साथ चिपके रहना, DRAM को बदलना, DRAM को हाई-बैंडविड्थ मेमोरी मॉड्यूल में स्टैक करना, या एक नए आर्किटेक्चर में जाना।

अच्छी खबर यह है कि DRAM अभी भी खड़ा नहीं है, और उद्योग आज के DDR4 इंटरफ़ेस मानक से अगली पीढ़ी के DDR4 तकनीक की ओर पलायन कर रहा है।उदाहरण के लिए, सैमसंग ने हाल ही में 12Gb LPDDR5 मोबाइल DRAM डिवाइस पेश किया है।5,500Mb / s के डेटा दर पर, डिवाइस LPDDR4 चिप्स की तुलना में 1.3 गुना तेज है।

जल्द ही, हालाँकि, ODR में DDR5 DRAMs के अलावा अन्य मेमोरी विकल्प भी होंगे।JEDEC (JC-42.4) के भीतर एक कार्यकारी समूह एक नया DDR5 NVRAM युक्ति विकसित कर रहा है जो अंततः OEMs को विभिन्न नए स्मृति उपकरणों को DDR5 सॉकेट में संशोधन के बिना छोड़ने में सक्षम करेगा।"एनवीआरएएम स्पेसिफिकेशन में कार्बन नैनोट्यूब मेमोरी, फेज-चेंज मेमोरी, प्रतिरोधक रैम और सैद्धांतिक रूप से चुंबकीय रैम शामिल है।""हम सभी आर्किटेक्चर को एकजुट कर रहे हैं।"

यह युक्ति सिस्टम में नए मेमोरी प्रकार का उपयोग करना आसान बना सकती है।यह DRAM को बदलने का एक तरीका भी है।

फिर भी, DRAM और NAND दोनों को बदलना मुश्किल है।वे सस्ते, सिद्ध हैं, और अधिकांश कार्यों को संभाल सकते हैं।इसके अलावा, वे दोनों भविष्य में सुधार के लिए रोडमैप हैं।“नंद के पास जाने के लिए 5 से अधिक वर्ष और 3 से अधिक पीढ़ियां हैं।डीआरएएम वेंचर्स कंसल्टिंग के प्रिंसिपल मार्क वेब ने कहा कि अगले 5 वर्षों तक डीआरएएम धीरे-धीरे बढ़ेगा।“हमारे पास ठोस नई यादें हैं जो वास्तव में उपलब्ध हैं और शिपिंग हैं।ये बढ़ेंगे और बढ़ेंगे, प्रतिस्थापित नहीं होंगे, DRAM और NAND।

एक नया मेमोरी टाइप भाप प्राप्त कर रहा है, जिसका नाम है 3D XPoint।2015 में Intel द्वारा पेश किया गया, 3D XPoint PCM नामक तकनीक पर आधारित है।SSDs और DIMM में प्रयुक्त, PCM अनाकार और क्रिस्टलीय चरणों में जानकारी संग्रहीत करता है।

लेकिन इंटेल प्रौद्योगिकी के साथ देर हो चुकी थी।Intel 3D XPoint के साथ SSDs की शिपिंग कर रहा है।ऑब्जेक्टिव एनालिसिस के एनालिस्ट जिम हैंडी ने कहा, "मैंने 2015 में पूर्वानुमान के आधार पर अनुमान लगाया था कि इंटेल 2017 तक डीआईएमएम को शिपिंग करने जा रहा है। उन्होंने 2019 तक ऐसा नहीं किया।"

फिर भी, दो-परत स्टैक्ड आर्किटेक्चर के आसपास निर्मित, इंटेल का 3 डी XPoint डिवाइस 20nm geometries का उपयोग करते हुए 128-गीगाबिट घनत्व में आता है।MKW के वेब ने कहा, "यह एक बहुत अच्छी याद है, लेकिन यह नंद या DRAM की जगह नहीं ले रहा है।"

अब, इंटेल और माइक्रोन पीसीएम के अगले संस्करण को विकसित कर रहे हैं, जो 2020 में दिखाई देगा। अगली पीढ़ी के 3 डी XPoint की संभावना 20nm प्रक्रिया प्रौद्योगिकी पर आधारित है, लेकिन यह वेब के अनुसार, चार स्टैक हो सकता है।“हम उम्मीद करेंगे कि यह घनत्व से दोगुना हो।आज, यह 128Gbit है।हम अगली पीढ़ी के लिए 256Gbit की उम्मीद कर रहे हैं, ”उन्होंने कहा।

अन्य परिदृश्य हैं।भविष्य में, ऑब्जेक्टिव एनालिसिस 'हैंडी 3 डी एक्सपॉइंट को दो-परत डिवाइस के रूप में रहने के लिए देखता है, लेकिन 15nm फीचर साइज में चला जाता है।समय बताएगा।

जबकि PCM रैंप कर रहा है, अन्य तकनीक जैसे कि फेरोइलेक्ट्रिक FET (FeFETs) अभी भी R & D में हैं।"FeFET मेमोरी सेल्स में, फेरोइलेक्ट्रिक इंसुलेटर को एक मानक MOSFET डिवाइस के गेट स्टैक में डाला जाता है," फेरोइलेक्ट्रिक मेमोरी (FMC) के मुख्य कार्यकारी अधिकारी स्टीफन मुलर को समझाया।

"उपयोग में मानक ढांकता हुआ HfO2 की तुलना में आज, फेरोइलेक्ट्रिक HfO2 एक स्थायी द्विध्रुवीय क्षण को दर्शाता है, जो ट्रांजिस्टर के दहलीज वोल्टेज को एक अमानवीय तरीके से बदलता है," मुलर ने कहा।"पढ़े हुए वोल्टेज की उपयुक्त पसंद से, या तो एक उच्च धारा या एक कम वर्तमान ट्रांजिस्टर के माध्यम से बहता है।"

एफएमसी और अन्य लोग एंबेडेड और स्टैंडअलोन FeFET डिवाइस विकसित कर रहे हैं।एक एम्बेडेड FeFET को एक नियंत्रक में एकीकृत किया जाएगा।एक स्टैंडअलोन डिवाइस एक नया मेमोरी टाइप या DRAM रिप्लेसमेंट बन सकता है।“FeRAM अच्छा विकल्प है, जो DRAM की तुलना में कहीं कम ऊर्जा का उपयोग करता है।लेकिन धीरज को सुधारने की जरूरत है।

यह स्पष्ट नहीं है कि FeFETs किस दिशा में जाएगा, लेकिन यहां कुछ चुनौतियां हैं।एफएमसी के मुलर ने कहा, "फेरोइलेक्ट्रिक एचएफओ 2 पर आधारित मेमोरी सेल 250 ° C, साइकलिंग एंड्योरेंस> 1010 साइकल, 10ns शासन में गति / गति लिखने, एफजे एनर्जी की खपत, और स्केलेबिलिटी को एफएएफ तकनीक नोड्स से परे दिखा सकती है।""वर्तमान में चुनौती इन मैट्रिक्स को एक मेमोरी डिवाइस में विलय करने की है, और लाखों मेमोरी सेल के समानांतर में है, और इनमें से प्रत्येक मेमोरी सेल को कम या ज्यादा पहचानना है।"

इस बीच, वर्षों से, नैनटेरो एम्बेडेड और DRAM- प्रतिस्थापन ऐप्स के लिए कार्बन नैनोट्यूब रैम विकसित कर रहा है।कार्बन नैनोट्यूब बेलनाकार संरचनाएं हैं, जो मजबूत और प्रवाहकीय हैं।अभी भी आर एंड डी में, नानटेरो के NRAMs DRAM की तुलना में तेज़ हैं और फ्लैश की तरह नॉनवॉल्टाइल हैं।लेकिन यह व्यवसायीकरण की अपेक्षा अधिक समय ले रहा है।

NRAMs के लिए पहले ग्राहक फुजित्सु को 2019 में 2020 तक उत्पादन के साथ भागों के नमूने की उम्मीद है।

कार्बन नैनोट्यूब अन्य दिशाओं में आगे बढ़ रहे हैं।2017 में, DARPA ने 3DSoC सहित कई कार्यक्रम लॉन्च किए।MIT, स्टैनफोर्ड और स्काईवॉटर 3DSoC कार्यक्रम में भागीदार हैं, जिसका उद्देश्य कार्बन नैनोट्यूब लॉजिक के शीर्ष पर ReRAM को स्टैक करने वाले अखंड 3 डी उपकरणों को विकसित करना है।रेराम एक प्रतिरोधक तत्व के इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग पर आधारित है।

अभी भी आर एंड डी में, प्रौद्योगिकी एक डीआरएएम प्रतिस्थापन नहीं है।इसके बजाय, यह तथाकथित कंप्यूट-इन-मेमोरी श्रेणी के अंतर्गत आता है।लक्ष्य स्मृति और तर्क कार्यों को सिस्टम में मेमोरी टोंटी को कम करने के करीब लाना है।

"आपको तीसरे आयाम पर जाने के बारे में सोचना है," स्टैनफोर्ड के मित्रा ने कहा।"नहीं तो, आप सब कुछ एक चिप पर कैसे डालेंगे?"

वर्तमान में, 3DSoC डिवाइस एक दो-परत 3 डी संरचना है, जो कार्बन नैनोट्यूब तर्क पर रेराम रखती है।एक चार-परत डिवाइस वर्ष के अंत के कारण है।लक्ष्य 2021 तक उत्पादन लाने और बहु-परियोजना वेफर रन प्रदान करना है।

हाल ही में, समूह ने स्काईवॉटर को प्रौद्योगिकी स्थानांतरित कर दी है।फाउंड्री वेंडर की योजना है कि 200 मिमी वेफर्स पर 90nm प्रक्रिया का उपयोग कर उपकरणों को बनाया जाए।“3DSoC वास्तुकला में कार्बन नैनोट्यूब-आधारित ट्रांजिस्टर के स्तर शामिल हैं।वे दोनों एक CMOS ट्रांजिस्टर तकनीक बनाने के लिए n और p प्रकार में बने होते हैं, ”स्काईवाटर के सीटीओ ब्रैड फर्ग्यूसन ने कहा।"यह रेराम मेमोरी के अन्य स्तरों के साथ जोड़ा जा सकता है, जिसमें सीएनटी-आधारित एक्सेस ट्रांजिस्टर शामिल होगा।"

फैब में, कार्बन नैनोट्यूब का गठन एक बयान प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है।चुनौती यह है कि नैनोट्यूब प्रक्रिया के दौरान भिन्नता और मिसलिग्नेन्स से ग्रस्त हैं।

“मुख्य चुनौतियां जो हम देखते हैं और जिन पर काबू पाने के लिए तीन प्राथमिक चीजें शामिल हैं।पहला कार्बन नैनोट्यूब की शुद्धता है।स्रोत सामग्री में कार्बन नैनोट्यूब में बहुत परिवर्तनशीलता है।कार्यक्रम का हिस्सा स्रोत सामग्री की शुद्धता में सुधार कर रहा है जैसे कि हम उच्च शुद्धता के साथ एकल-दीवार अर्धचालक कार्बन नैनोट्यूब प्राप्त करते हैं, ”फर्ग्यूसन ने कहा।“दूसरी और तीसरी चुनौती एक ट्रांजिस्टर के रूप में एकीकरण से संबंधित है।ट्रांजिस्टर के प्रदर्शन की परिवर्तनशीलता और स्थिरता है। ”

तकनीक पेचीदा है - अगर यह काम करता है।“तथ्य यह है कि हम इस तकनीक को 90nm पर प्रदर्शित करने के बाद नीचे पैमाने पर कर सकते हैं।यह इस कार्यक्रम के घोषित लक्ष्य के साथ संयुक्त है, जो कि 7nm प्लानर तकनीक को बेहतर बनाने के लिए है।इसका मतलब है कि यदि कार्यक्रम सफल होता है, तो यह जटिलता, प्रदर्शन और लागत के मामले में एक अलग वक्र पर नोड स्केलिंग को रीसेट कर सकता है, '' उन्होंने कहा।

एआई मेमोरी

वर्षों के कार्यों में, रेराम को एक बार नंद प्रतिस्थापन के रूप में टाल दिया गया था।लेकिन NAND ने पहले की तुलना में कहीं अधिक वृद्धि की है, जिससे कई पुन: स्थिति में आ गए हैं।

आज, कुछ एम्बेडेड रेराम पर काम कर रहे हैं।अन्य लोग नेट-उन्मुख अनुप्रयोगों के लिए स्टैंडअलोन रेराम विकसित कर रहे हैं।लंबे समय तक, रेराम अपने क्षितिज का विस्तार कर रहा है।यह AI ऐप्स, DRAM रिप्लेसमेंट, या दोनों के लिए लक्षित है।

एक रेराम कंपनी, क्रॉसबार, एक स्टैंडअलोन डिवाइस विकसित कर रही है जो संभावित रूप से DRAM को विस्थापित कर सकती है।इसमें रेराम और तर्क के साथ एक क्रॉसबार जैसी वास्तुकला शामिल है।

“ग्राहकों से बात करने के बाद, विशेष रूप से डेटा केंद्रों में, सबसे बड़ा दर्द बिंदु DRAM है।यह नंद नहीं है।यह ऊर्जा की खपत और लागत के कारण DRAM है, ”क्रॉसबार में रणनीतिक विपणन और व्यवसाय विकास के उपाध्यक्ष सिल्वेन डुबोइस ने कहा।“उच्च घनत्व वाले स्टैंडअलोन अनुप्रयोगों के लिए, हम रीड-सघन अनुप्रयोगों के लिए डेटा केंद्रों में DRAM प्रतिस्थापन को लक्षित कर रहे हैं।8X पर DRAM का घनत्व और लगभग 3X से 5X की लागत में कमी, यह उच्च TCO कमी प्रदान करता है, साथ ही हाइपरस्केल डेटा केंद्रों में बड़े पैमाने पर ऊर्जा की बचत करता है। ”

क्रॉसबार की रेराम तकनीक को भी मशीन सीखने के लिए लक्षित किया जाता है।मशीन लर्निंग में एक तंत्रिका नेटवर्क शामिल है।तंत्रिका नेटवर्क में, एक सिस्टम डेटा को क्रंच करता है और पैटर्न की पहचान करता है।यह कुछ पैटर्न से मेल खाता है और सीखता है कि उनमें से कौन सी विशेषताएँ महत्वपूर्ण हैं।

ReRAM को और भी अधिक उन्नत ऐप्स के लिए लक्षित किया गया है।डुबोइस ने कहा, "एनालॉग कंप्यूटिंग और न्यूरोमोर्फिक कंप्यूटिंग जैसे उपन्यास तरीकों में रेराम का उपयोग करने के बहुत अच्छे अवसर हैं, लेकिन अनुसंधान चरण में यह अधिक है।"

न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग एक तंत्रिका नेटवर्क का भी उपयोग करता है।इसके लिए, उन्नत रेराम मस्तिष्क को सिलिकॉन में दोहराने का प्रयास कर रहा है।लक्ष्य उस तरह की नकल करना है, जिसमें जानकारी ठीक-ठीक दालों का उपयोग करके डिवाइस में घूम रही है, और इस क्षेत्र में बहुत अनुसंधान चल रहा है, विशेष रूप से सामग्री के मोर्चे पर।

"बड़ा सवाल यह है कि वास्तव में इसे सक्षम करने के लिए क्या करने की आवश्यकता है," ब्रूकर साइंस में सेमीकंडक्टर व्यवसाय के कार्यकारी निदेशक श्रीकांत कोमू ने कहा।“इस बारे में बहुत शोध किया गया है कि क्या सामग्री इस क्षेत्र में फर्क कर सकती है।अभी, हमें यकीन नहीं है। ”

सामग्री के दो पहलू हैं।एक गति और स्थायित्व शामिल है।दूसरे में व्यवहार्यता और दोष शामिल है, जो उपज और अंततः लागत दोनों को प्रभावित करते हैं।"यह बहुत कुछ सहिष्णुता और दोष पर आधारित है," कोमू ने कहा।"यदि दोष 100 है, तो आपको हर दो साल में 70% सुधार की आवश्यकता है।"

पावर और प्रदर्शन दोनों कारणों से एआई / एमएल को अपनाने और फैलाने के साथ न्यूरोमोर्फिक आर्किटेक्चर में रुचि बढ़ रही है।लेटी और रेराम स्टार्टअप वेइबिट नैनो ने हाल ही में न्यूरोमोर्फिक कंप्यूटिंग के एक रूप का प्रदर्शन किया- उन्होंने सिस्टम में ऑब्जेक्ट मान्यता कार्यों का प्रदर्शन किया।

डेमो में वेइबिट की रेराम तकनीक का इस्तेमाल किया गया था, जो इनवेंटरिंग टास्क चलाकर न्यूरल नेटवर्क एल्गोरिदम का इस्तेमाल करती है।“कृत्रिम बुद्धि का तेजी से विस्तार हो रहा है।वेबिट के मुख्य कार्यकारी अधिकारी कोबी हनॉच ने कहा, हम चेहरे की पहचान, स्वायत्त वाहनों में आवेदन, और मेडिकल प्रैग्नेंसी में इस्तेमाल कर रहे हैं।

निष्कर्ष

STT-MRAM को DRAM रिप्लेसमेंट के रूप में भी प्रस्तावित किया गया है।लेकिन STT-MRAM या अन्य नई यादें DRAM या NAND को विस्थापित नहीं करेंगी।

फिर भी, वर्तमान और भावी पीढ़ी की यादें देखने लायक हैं।आज तक, उन्होंने परिदृश्य को बाधित नहीं किया है।लेकिन वे कभी-कभी बदलते स्मृति बाजार में incumbents के खिलाफ सेंध लगा रहे हैं।"हम उभरती हुई स्मृति प्रौद्योगिकियों के साथ एक स्थान पर हैं जहाँ दौड़ अभी तक नहीं जीती गई है," उद्देश्य विश्लेषण 'हैंडी ने कहा। (लेख इंटरनेट से है)।

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