ย้อนกลับไปในปี 2013 ผู้ผลิต Crossbar ได้ประกาศการผลิตครั้งแรก แรม ชิปหรือที่เรียกว่า RRAM หรือตัวต้านทาน แรมซึ่งพวกเขาสัญญากับก ประสิทธิภาพสูงกว่า 100 เท่า มากกว่าหน่วยความจำ RAM แบบเดิมในเวลานั้น ในบทความนี้เราจะบอกคุณว่า ReRAM คืออะไรมันทำงานอย่างไรกับหน่วยความจำแบบดั้งเดิมที่เราทุกคนใช้อยู่ตอนนี้และสิ่งที่เกิดขึ้นกับมันเพื่อให้มันหยุดนิ่ง
อย่างที่คุณทราบกันดีว่าเทคโนโลยีในปัจจุบันกำลังพัฒนาและปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิภาพไม่ได้หมายความว่าจะไม่มีการสำรวจทางเลือกอื่นที่สามารถเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ได้อย่างสมบูรณ์อย่างที่เรารู้กัน หนึ่งในทางเลือกเหล่านี้คือหน่วยความจำตัวต้านทานซึ่งรวมข้อดีของความทรงจำ NAND และ DRAM ไว้ในผลิตภัณฑ์เดียวโดยนำเสนอการปรับปรุงประสิทธิภาพที่โดดเด่น แต่ด้วยเหตุผลบางประการยังไม่ถึงตลาด
ReRAM, RRAM หรือ resistive memory คืออะไร?
หน่วยความจำ ReRAM เป็นหน่วยความจำที่ไม่ลบเลือนประเภทหนึ่ง (และนี่คือหนึ่งในความแตกต่างที่เกี่ยวข้องกับ RAM ปกติซึ่งมีความผันผวนและนั่นหมายความว่าเมื่อหยุดรับพลังงานข้อมูลที่มีอยู่จะหายไป) ซึ่งรวมเข้าด้วยกัน เราได้กล่าวไปก่อนหน้านี้ข้อดีของความทรงจำ DRAM และ NAND ในผลิตภัณฑ์เดียว ประกอบด้วยสามชั้น: ชั้นบน (อิเล็กโทรดโลหะ) ชั้นล่าง (อิเล็กโทรดที่ไม่ใช่โลหะ) และชั้นกลางที่ทำหน้าที่ราวกับว่าเป็นสวิตช์ที่กำหนดบิตที่กำลังจัดเก็บ (อันและศูนย์, เป็น 1 เชื่อมต่อและ 0 ไม่ได้เชื่อมต่อ)
RRAM ทำงานโดยการเปลี่ยนความต้านทานโดยใช้วัสดุอิเล็กทริกสถานะของแข็งหรือที่เรียกว่า memristance ในลักษณะที่คล้ายกับหน่วยความจำ CBRAM (Conductive Bridge RAM) และ PCM (Phase Change Memory)
ReRAM ทำงานแตกต่างจากวิธีการทำงานของหน่วยความจำ NAND หรือ RAM ซึ่งแตกต่างจากหน่วยความจำ NAND เทคโนโลยีนี้ไม่ใช้ทรานซิสเตอร์ในการจัดเก็บประจุ แต่ใช้การออกแบบเป็นชั้น ๆ เพื่อจัดเก็บข้อมูลแทน เซลล์ RRAM มีสามชั้นโดยมีอิเล็กทริกอยู่ตรงกลางซึ่งกำหนดว่าเซลล์นั้นเก็บค่าศูนย์หรือหนึ่งไว้
ชั้นบนมีอิเล็กโทรดโลหะในขณะที่ชั้นล่างมีอิเล็กโทรดที่ไม่ใช่โลหะดังนั้นชั้นบนจึงสามารถให้ไอออนของโลหะที่ชั้นล่างสร้างเส้นใยนำไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองเมื่ออิเล็กทริกอนุญาตและนี่คือวิธีที่มัน เปลี่ยนสถานะระหว่างค่าที่เก็บข้อมูลหนึ่งกับค่าอื่น
หน่วยความจำประเภทนี้ช่วยลดความซับซ้อนของคอนโทรลเลอร์ได้อย่างมากดังนั้นจึงมีราคาถูกกว่ามากในการผลิตโดยใช้วัสดุที่หาได้ทั่วไปไม่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ (ซึ่งจะทำให้การออกแบบง่ายขึ้น) และมีการสิ้นเปลืองน้อยกว่า (มากถึง 20 เท่า น้อยกว่า NAND) ด้วยอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า (มากกว่า NAND 10 เท่า) และยังมีความเป็นไปได้ในการวางซ้อนกันเพื่อเพิ่มความหนาแน่นอย่างมาก
นอกจากนี้ข้อได้เปรียบในการออกแบบหลักประการหนึ่งของเทคโนโลยีนี้คือระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการต่ำกว่าเทคโนโลยีอื่น ๆ จึงช่วยลดการใช้พลังงานและทำให้น่าสนใจมากสำหรับระบบที่ใช้พลังงานต่ำหรือพลังงาน การอ่านหน่วยความจำเป็นตัวต้านทานตามชื่อที่แนะนำซึ่งจะทำให้วงจรการอ่านเซลล์หน่วยความจำง่ายขึ้น
เหตุใดจึงไม่มีการนำหน่วยความจำนี้มาใช้ในตลาด
อย่างที่เราเห็นหน่วยความจำ ReRAM ดูเหมือนจะมี แต่ข้อดีและไม่มีข้อเสียเนื่องจากมีประสิทธิภาพที่ดีกว่าสิ้นเปลืองน้อยกว่าและยังมีราคาถูกกว่าในการผลิตอีกด้วย ที่กล่าวมานั้นเป็นเรื่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะถามตัวเองว่าเกิดอะไรขึ้นเพื่อที่มันจะยังไม่ได้รับการปลูกฝังในตลาดและเพื่อที่จะตอบคำถามนี้เราต้องมองย้อนกลับไปเพื่อทราบประวัติความเป็นมาของการพัฒนา
ในปี 2012 Rambus ได้เข้าซื้อ บริษัท RRAM ชื่อ Unity Semiconductor พานาโซนิค เปิดตัวชุดประเมินผลในปีเดียวกันเพื่อให้ผู้ผลิตสามารถทดสอบคุณสมบัติของมันได้ แต่จนกระทั่งปี 2013 Crossbar ได้เปิดตัวต้นแบบตัวแรกที่มีรูปร่างเหมือนตราประทับที่สามารถจัดเก็บข้อมูลได้ 1 TB (และจำได้ว่าเป็นปี 2013 เมื่อ 1 TB การจัดเก็บเป็นเรื่องอุกอาจ) ที่เริ่มได้รับความสำคัญและผูกขาดผลประโยชน์ของผู้ผลิต บริษัท ประกาศว่าพวกเขาได้วางแผนการผลิตหน่วยความจำนี้เป็นจำนวนมากสำหรับปี 2015 แล้ว
ปัญหาคือดูเหมือนว่าผู้ผลิตจะไม่เห็นด้วยกับการผสมผสานวัสดุที่ดีที่สุดในการสร้างหน่วยความจำประเภทนี้ ชุดประเมินเบื้องต้นของ Panasonic ใช้แทนทาลัมออกไซด์ 1T1R (1 ทรานซิสเตอร์ - 1 ตัวต้านทาน) เป็นสถาปัตยกรรมของเซลล์หน่วยความจำในขณะที่ต้นแบบ Crossbar ใช้โครงสร้างหน่วยความจำ Ag / a-Si-Si ซึ่งดูเหมือน CBRAM แต่ใช้เงิน ตั้งแต่นั้นมาเราได้เห็นต้นแบบ ReRAM ที่ใช้วัสดุไฟฟ้าที่แตกต่างกันตั้งแต่ perovskites (PCMO), โลหะทรานซิชันออกไซด์ (NiO หรือ TiO2) ไปจนถึง Chalcogenides เปลี่ยนเฟส (Ge2Db2Te5)
สำหรับตอนนี้คำศัพท์และการบังคับใช้เมมริสเตอร์กับอุปกรณ์ทางกายภาพใด ๆ ยังคงได้รับการกล่าวถึง ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าองค์ประกอบการสลับตัวต้านทาน RRAM นั้นครอบคลุมโดยทฤษฎีปัจจุบันของเมมริสเตอร์หรือไม่และต้องเพิ่มเติมว่ามี บริษัท ไม่กี่แห่งที่ยังคงพัฒนาวิศวกรรมอยู่ดังนั้นในระยะสั้นจึงไม่มี บริษัท ใดนำเสนอ แบบจำลองขั้นสุดท้ายที่สามารถผลิตได้จำนวนมากเพื่อใช้ในอุปกรณ์จริง
แม้ว่าเทคโนโลยีนี้คาดว่าจะเป็นไปได้ เปลี่ยนหน่วยความจำแฟลช (ไม่ใช่ RAM) ต้นทุน / ผลประโยชน์และประสิทธิภาพการผลิตของ ReRAM ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ให้ บริษัท ต่างๆพิจารณาทำการเปลี่ยนแปลงหรือเริ่มการผลิตจำนวนมาก มีรายการวัสดุมากมายดังที่เราได้กล่าวไว้ซึ่งสามารถใช้ในการผลิตหน่วยความจำประเภทนี้ได้และเนื่องจากทุกครั้งที่มีการค้นพบเทคโนโลยีหรือวัสดุใหม่ ๆ สำหรับสิ่งนี้ในตอนนี้พวกเขายังไม่ได้ตกลงกันและสำหรับสิ่งนี้ ยังไม่ได้ผลิต
