Flash-память остается доминирующим видом энергонезависимой (то есть сохраняющей информацию в отсутствии электрического тока) памяти благодаря широкому использованию в твердотельных накопителях (SSD) и привычных каждому USB флеш-накопителях. Но, несмотря на ее популярность и повсеместное использование, технология все еще остается проблемной, особенно если норма производства опускается ниже 30нм-процесса — скорость работы флеш-памяти снижается. Вдобавок к этому — ограниченное количество циклов записи-стирания и относительно низкая скорость самой записи (в миллисекундах). Из-за всех этих ограничений, исследователи уже давно ищут эффективную замену флеш-памяти для производства вышеупомянутых продуктов.
В настоящий момент существует несколько альтернативных разработок, которые вполне могли бы заменить кремниевую флеш-память, такие как PRAM (phase-change RAM), FeRAM (ferroelectric RAM), MRAM (magnetoresistive RAM) и RRAM (resistance-change RAM). Однако до сегодняшнего дня ученым различных университетов и компаний так и не удалось успешно применить текущую технологическую норму в производстве памяти по любой из этих технологий — либо механизм переключения режимов, либо сама платформа теряет эффективность и скорость на уровне «нано». Плюс к этому, ни одной из этих разработок не хватает таких важных в коммерческом производстве характеристик, как увеличение циклов записи-стирания (по-сравнению с флеш-памятью), долгосрочности хранения данных в отсутствии тока и высокой скорости переключения между режимами чтения/записи. Именно качественный и количественный рост этих показателей считается основным требованием в разработке энергонезависимой памяти следующего поколения.
Исследователи планируют заменить эту технологию целиком. Совместная группа ученых из Samsung и корейского Sejong University опубликовали публикацию в журнале Nature Materials, описывающую новую технологию производства RRAM (resistance-change RAM это технология, позволяющая менять напряжение ячеек так, что ее состояние меняется с низкого сопротивления (высокая проводимость) на высокое сопротивление (низкая проводимость)) из оксида тантала (TaOx), который в тестах показал огромное преимущество над существующими технологиями, побив результаты почти по всем пунктам.
Технология еще не изучена до конца, но авторы исследования считают, что память, при 30нм производственном процессе и токе в 50 микроампер (что ниже требований одной из альтернативных технологий — PRAM) побьет текущие показатели флеш-памяти. Было показано 1012 (у сегодняшней флеш-памяти эта цифра колеблется между 104-106) циклов записи-стирания при времени переключения в 10 наносекунд и сроком хранения информации в 10 лет при температуре 85 градусов Цельсия. Это достаточно серьезный скачок вперед, по-сравнению с той флеш-памятью, что так распространена сегодня. Плюс, она более устойчива и без проблем функционирует в вакууме.
Вероятно, что все это слишком сладко и гладко, для того чтобы быть правдой. Здесь сразу же стоит оговориться, что тесты проводились в лабораторных условиях на плашке, способной уместить 64 бита информации (в данной терминологии — это 64 модуля памяти). Прежде чем на рынке смогут появиться гигабайтные устройства сделанные по RRAM-технологии, пройдет еще несколько лет.
Во всей отрасли полупроводников, для того чтобы запустить массовое производство, нужно вносить изменения в процесс нанолитографии, но в этом отдельном случае, придется до конца разобраться в механизме переключения состояний сопротивления. Но то, что показали исследователи в качестве результата — впечатляет. Если RRAM доведут до ума, ее можно будет использовать в качестве универсальной памяти, подходящей как для хранения информации, так и производства оперативной памяти.

Найдено на Хабре