Исследователи Samsung опубликовали детальное описание экспериментальной архитектуры NAND, способной снизить одну из крупнейших статей энергопотребления технологии на 96%.
Разработка описывает конструкцию ферроэлектрического полевого транзистора (FeFET) для будущей 3D NAND-памяти, совмещающую ферроэлектрик на основе гафния с оксидно-полупроводниковым каналом и вводящую операцию с близким к нулю напряжением прохода, что составляет основу заявленного снижения энергопотребления.
В современной флеш-памяти при каждом чтении или записи данных требуется подавать электрический ток на множество управляющих линий внутри чипа. Чем больше слоёв памяти в чипе, тем больше энергии уходит на эту операцию. С ростом плотности современных накопителей эта проблема становится всё крупнее – затраты энергии на управление составляют значительную долю от общего потребления.
Команда Samsung продемонстрировала работу новой технологии сначала на плоских массивах памяти, способных хранить до пяти бит информации в каждой ячейке, затем на экспериментальной четырёхслойной вертикальной структуре, имитирующей современную 3D NAND-память. Размер элементов в структуре – 25 нанометров, что соответствует текущим коммерческим чипам.
Моделирование показало впечатляющие результаты. Для чипа с 286 слоями памяти новая технология может снизить энергопотребление при записи и чтении примерно на 94% по сравнению с традиционными решениями. При увеличении количества слоёв до 1,024 экономия превышает 96% – более низкое рабочее напряжение резко уменьшает энергию, необходимую для работы внутренних систем питания чипа.
Эксперименты также проверили надёжность и долговечность новой памяти. Ячейки показали хорошие результаты по сохранению данных и поддерживают запись на пяти уровнях, хотя количество циклов перезаписи пока ограничено. Память уровня QLC выдерживает около тысячи циклов как при комнатной температуре, так и при нагреве до 85 °C. Исследователи отмечают, что перед запуском в производство потребуется дальнейшая доработка технологии и дополнительные исследования поведения материалов при высоких температурах.
Samsung пока не анонсировала планы по выпуску продуктов на основе этой разработки. Исследование позиционируется как фундаментальная научная работа для будущих поколений энергоэффективной памяти, которая потребует дополнительного развития перед коммерческим использованием.
Источник новости: shazoo.ru
