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          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

          作者: 時(shí)間:2013-09-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          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)小組提出了相變內(nèi)存(Phase Change Memory:)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,這樣就可以采用無需觸點(diǎn)的簡潔式閃存的存儲(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“采用存儲(chǔ)器單元結(jié)構(gòu)的等”(竹內(nèi))。

            傳統(tǒng)采用的RAM接口,存在RESET時(shí)間在10ns級、而SET時(shí)間卻在100ns級的課題。SET時(shí)間較長會(huì)對讀取性能有所制約,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,而是像閃存那樣用來進(jìn)行區(qū)塊擦除等。將耗時(shí)較長的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。



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