可應(yīng)用三維存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)PCM的高集成NAND型相變內(nèi)存方案
日本中央大學(xué)理工學(xué)部電氣電子信息通信工學(xué)科教授竹內(nèi)健等人的研發(fā)小組提出了NAND型相變內(nèi)存(Phase Change Memory:PCM)方案,并在2012年5月20~23日于意大利米蘭舉行的“International Memory Workshop(IMW)”上發(fā)表。這種內(nèi)存的選擇元件采用多晶硅MOS晶體管,這樣就可以采用無(wú)需觸點(diǎn)的簡(jiǎn)潔式NAND型閃存的存儲(chǔ)器單元結(jié)構(gòu),理論上,存儲(chǔ)器單元的面積可降至4F2,而且還可以減少工序數(shù)。竹內(nèi)教授認(rèn)為,該技術(shù)可應(yīng)用于以“BiCS(Bit-Cost Scalable)”為代表的“采用三維存儲(chǔ)器單元結(jié)構(gòu)的PCM等”(竹內(nèi))。
傳統(tǒng)PCM采用的RAM接口,存在RESET時(shí)間在10ns級(jí)、而SET時(shí)間卻在100ns級(jí)的課題。SET時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)對(duì)讀取性能有所制約,而且能耗也會(huì)增大。
因此,中央大學(xué)的竹內(nèi)教授等人沒有將PCM用作RAM,而是像NAND型閃存那樣用來進(jìn)行區(qū)塊擦除等。將耗時(shí)較長(zhǎng)的SET操作作為數(shù)據(jù)擦除使用,在使區(qū)塊內(nèi)所有單元同時(shí)初始化的“區(qū)塊擦除”時(shí)使用。然后將高速的RESET操作用做寫入操作。據(jù)介紹,采用這種方式后,與性能因SET操作時(shí)間較長(zhǎng)而受到制約的傳統(tǒng)RAM接口相比,寫入速度可提高至7.7倍,能耗最大可削減70%。竹內(nèi)表示,將PCM “應(yīng)用于區(qū)塊擦除時(shí),即使在同時(shí)擦除兩個(gè)存儲(chǔ)器單元的情況下,其能耗也不會(huì)達(dá)到2倍”。通過采用這種操作方式,可輕松將PCM用于存儲(chǔ)應(yīng)用。但另一方面,這種方式無(wú)法進(jìn)行隨機(jī)存取。
NAND型PCM的課題是,采用NAND串后容易出現(xiàn)寫入干擾。據(jù)介紹,要想寫入時(shí)不產(chǎn)生干擾,就需要將通道晶體管(Pass Transistor)的通態(tài)電流至少提高至最小RESET電流的4倍以上,將RESET電壓提高至1.07倍以上。
評(píng)論