Новая NAND-память позволит создать твердотельные накопители со скоростью записи 10 Гбайт/с // 28 Ноября 2012

Группа японских ученых разработала технологию производства энергонезависимой NAND-памяти, для работы которой достаточно напряжения всего 1 вольт. Энергопотребление новых ячеек памяти составляет на 86% меньше, чем у существующих типов флэш-памяти NAND. Использование новой памяти в твердотельных накопителях обещает небывалую скорость записи данных – по расчетам авторов, такие накопители смогут достичь скорости 10 Гбайт/с, поскольку данные можно будет параллельно записывать на 100 и более отдельных микросхем.

Работу над новым типом памяти ведет группа, состоящая из профессора Токийского университета Кена Такеючи (Ken Takeuchi) и исследователей компании AIST (Advanced Industrial Science and Technology). За основу новой памяти была взята уже известная ферооэлектрическая флэш-память. Если традиционные типы NAND памяти требуют рабочего напряжения в 20 В, то для ферроэлектрической памяти достаточно 3 В (6 в режиме записи). Тем не менее, исследователям удалось дополнительно понизить напряжение потребляемого тока до рекордного результата 1 В.

Обычная NAND память построена на так называемых «плавающих» затворах, а в ячейках ферроэлектрической памяти используется металлический затвор на изолирующей пленке. Даже при понижении управляющего напряжения до 1 В нет необходимости существенно увеличивать количество циклов для схемы накачки заряда – исследователи применили совершенно новый механизм записи, который позволяет безошибочно записывать данные в ячейки, не нарушая содержимое соседних ячеек.

Новый метод записи в ячейки ферроэлектрической NAND-памяти получил название «самонакачки для отдельной ячейки» (Single-cell Self-boost method). При этом методе две ячейки, соседние с нужной, отключаются путем подачи управляющего напряжения 1В на оба конца линии, соединяющей эти ячейки, так что их канал записи оказывается в «плавающем» состоянии и данные внутри этих ячеек не повреждаются во время записи. Во время записи напряжение линии записи (word line) накачивается до 6 В, что приводит к увеличению электрического потенциала на канале отключенных соседних ячеек. В результате разность потенциалов между каналом не предназначенных для записи ячеек и линией записи уменьшается, что позволяет полностью избежать ошибочной записи (write disturb), при которой наборы битов записываются не в ту ячейку из-за перетекания зарядов межу ячейками при большой разности потенциалов.

Работа японских исследователей по созданию нового типа сверхэкономичной флэш-памяти на базе ферроэлектрических элементов представлена на 2-й международной конференции IEEE IMW 2010 (International Memory Workshop), прошедшей 16-19 мая в Сеуле (Южная Корея).

По материалам сайта Tech-ON.