原创 存储器技术性价比评价

    一位读者引起了我对上一篇博客中提到的即将在2010VSLI技术研讨会上来自三星的相变存储器报告的兴趣。

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阅读报告的描述见：http://www.vlsisymposium.org/new.html

    点击“高分辨率媒体图片的突出文章”可以看到一些节选的数据，三星的相变存储器文章在19.3节。下面两段内容摘自报告的概述：

    “近十年来，涌现出了许多新型的存储器技术，比如PRAM，MRAM，FRAM以及RRAM来挑战传统的快闪非易失型存储器。然而，这篇文章展示了一个精确测量的PRAM单元，它具有足够高的耐久度使用周期数，足够快的编程速度以及足够小的单元面积使其能在未来应用中对DRAM发起挑战。

    本文成功地展示一个经由ALD GST工艺的17nm*7.5nm的PRAM单元。这个单元表现出30ns的编程速度以及良好的可靠性（预计耐久度为6.5E15个使用周期，<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />85℃时数据保存时间为4.5年），这些指标对于许多DRAM应用来说已经足够。这个PRAM单元表现出了突破DRAM单元亚20nm纪元的技术局限的潜力。”

    下面这幅未命名的图片同样也包含在前面的信息中。

    考虑到从一种语言转变为另一种语言时产生的细微差别，我仍然发现了有趣的一点。我常说到自己对于“通用存储器”不以为然的两点原因。第一个原因是我认为它忽视了将一个不可避免的困难，将新的技术提升到足够高的产量将很快面临取代一种高容量的存储器产品所带来的制造挑战。

    我对“通用存储器”的提法感到不舒服的第二个原因是它好象忽略了器件的性能规范与原始设备制造商的生产规范之间的设计协调与配合。当一种产品生产了几代，应用需求和技术积木块也一同在改进。应用与关键产品已变得紧密结合，没有一些应用性能特性的重大改变将无法轻易地将两者分开。

    此外，我对于“通用存储器”还存在一些的疑问。什么时候新的目标应用将产生，无论是从原有的大容量应用中（比如前面的一篇博客中提到的STT MRAM有望在上网本中取代易失和非易失性存储器），或是在一种新的技术面临障碍的时候（就像三星的报告中提到的）。

    这篇报告中阐述了随着亚20nm制程所面临的挑战的加大，相变存储器将在未来应用中与DRAM竞争。我想没有人会认为存储器产品的每bit成本在历史上的下降趋势会无期限地延伸到未来，因此，三星所提出的论点有着明确的基础。Cadence最近的白皮书《EDA360：电子设计的前路》同样深入讨论了对逻辑和定制应用偏上系统的冲击，它详述了存储器领域之外的相似的技术冲击。

    亚20nm技术带来的挑战是否将导致DRAM架构暗中的转变仍将是一个活跃的讨论话题，但对于强调非易失性以支持影响力不断扩大的移动应用的转变呢？我们回想起当DRAM进入大规模生产，从大型机进入小型机以及最终进入基于微处理器的服务器和个人电脑，而基本的计算架构并没有改变。在增加亚20nm的生产效率和更加注重非易失性存储器技术这两种观念之中，我可以很容易接受这样一种想法，这些因素的结合可能在几年后促使DRAM在成本和性能评价上产生不良的转变。

相变存储器和DRAM在未来将直接竞争是一个大胆的宣称。但当这一宣称是来自全球第二大半导体制造商以及最大的DRAM和NAND供应商时，我想这是一个值得注意的议题。