Bộ nhớ điện trở RRAM - ứng cử viên sáng giá thay thế cho NAND Flash trong tương lai
bk9sw
7 nămBình luận: 43
RRAM_Design.png
Thiết kế bộ nhớ RRAM của Crossbar.

Sau khi giới thiệu công nghệ bộ nhớ điện trở (RRAM hay ReRAM) hồi tháng 8 năm ngoái thì năm nay, công ty công nghệ bộ nhớ Crossbar đã vừa công bố chuyển sang giai đoạn thương mại hóa thiết kế. Điều này cũng chứng minh rằng công ty có thể chế tạo phần cứng với các máy móc sẵn có, qua đó có thể tìm kiếm các nhà sản xuất để đưa bộ nhớ RAM điện trở đến với thị trường.

Công nghệ bộ nhớ RRAM lưu trữ dữ liệu bằng cách tạo ra điện trở trong một mạch dẫn thay vì trực tiếp giữ điện tích. Khi một dòng điện được áp đặt vào một vật liệu, dòng điện sẽ làm thay đổi điện trở của vật liệu. Trạng thái điện trở sau đó có thể đo đạt và kết quả sẽ được mã hóa 1 hoặc 0.

So với bộ nhớ NAND flash, RRAM có nhiều ưu điểm thuộc về bản chất. Bộ nhớ NAND có tuổi thọ giới hạn và giảm dần khi cell nhớ trở nên nhỏ hơn, các điểm (node) xử lý chu trình ghi/xóa cũng bị thu hẹp lại và số lần sửa lỗi yêu cầu ở mỗi node mới cũng tăng dần qua thời gian. NAND có tốc độ truy xuất cao nhưng việc đọc/ghi dữ liệu cũng làm giảm tuổi thọ bộ nhớ. Cho nên các nhà sản xuất bộ nhớ hiện nay đều tập trung cải tiến các vi điều khiển bộ nhớ NAND hoặc giao tiếp hệ thống thay vì hiệu năng cơ bản của NAND.

Crossbar_RRAM.jpg

Quảng cáo


Đối chiếu kích thước giữa 1 bộ nhớ NAND 8 GB và 1 bộ nhớ RRAM 8 GB, cả 2 đều dùng quy trình 25 nm.

RRAM có thể giải quyết rất nhiều trong số những vấn đề vừa nêu. Không giống như NAND, RRAM không cần được xóa trước khi được ghi và có tốc độ truy xuất nhanh hơn NAND rất nhiều lần. RRAM cũng tiêu thụ ít năng lượng hơn và theo Crossbar thì nếu như NAND cần đến 1360 pJ (picoJoule)/mỗi cell để hoạt động thì RRAM chỉ cần 64 pJ/cell. Thêm vào đó, Crossbar cho biết công nghệ này hỗ trợ lưu trữ 2 bit dữ liệu/cell (tương đương với bộ nhớ MLC NAND) và có thể được chế tạo thành các lớp 3D chồng lên nhau. Ngoài ra, công ty cũng cho rằng công nghệ có thể được sử dụng để làm giảm độ phức tạp của các vi điều khiển - một lợi thế tiềm năng đáng chú ý khi độ phức tạp và chi phí sản xuất bộ nhớ đang ngày một tăng.

RRAM_App.png

Tuy nhiên, việc thương mại hóa RRAM dưới dạng phần cứng tiêu dùng vẫn cần thêm thời gian. Trước mắt, công ty đã cấp phép cho các nhà phát triển chip SoC, mạch tích hợp dành cho ứng dụng đặc thù ASIC và mạch lập trình tùy biến FPGA với các sản phẩm mẫu dự kiến sẽ được chuyển giao vào năm 2015. Những ứng dụng đầu tiên được hướng đến sẽ là các hệ thống nhúng và bộ nhớ cấp thấp do nhu cầu dung lượng bộ nhớ không lớn và hoạt động càng tiết kiệm năng lượng càng tốt.

Mặc dù vây, có một điều vẫn chưa thể thay đổi đó là lộ trình dài hạn để thay thế bộ nhớ NAND. Samsung, Intel, Micron là những công ty đã đầu tư hàng chục tỉ đô để sản xuất bộ nhớ NAND và họ dĩ nhiên không có ý định chuyển sang một chuẩn mới ngay lập tức. Các công ty trong ngành công nghiệp luôn tự hào về việc nhanh chóng đón nhận các công nghệ mới nhất, tuyệt vời nhất nhưng sự thật lại rất khác biệt. Hầu hết các sản phẩm thành công trong ngành công nghiệp máy tính đều là những sản phẩm mở rộng, cải tiến từ những thành quả trước đó về khía cạnh hiệu quả chi phí. Việc một sản phẩm mới hoàn toàn vượt lên và định hướng thị trường hiếm khi xảy ra.

Hiện tại, bộ nhớ NAND 3D hay Samsung gọi là V-NAND sẽ dẫn dắt thị trường trong ít nhất là 3 năm tới, từ 2015 đến 2018. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa RRAM sẽ không có mặt trong các ứng dụng thương mại và doanh nghiệp. Thực tế cho thấy thị trường đã dễ dàng đón nhận các giải pháp bộ nhớ NAND đắt đỏ để khai thác các chuẩn như PCI Express hay NVMe khi các sản phẩm này có thể mang lại thời gian phản hồi nhanh hơn nhằm đáp ứng cho các ứng dụng yêu cầu về độ trễ thấp. Do đó, RRAM có tiềm năng mang lại thời gian phản hồi tốt hơn và đủ khả năng đáp ứng cho một số lĩnh vực nhất định.

Trước mắt, bộ nhớ NAND 3D sẽ là xu hướng tiếp theo cho ngành công nghiệp bộ nhớ bởi nó cho phép các công ty chuyển sang quy trình sản xuất nhỏ hơn với mật độ node cao hơn. Samsung hiện tại đang phát triển V-NAND trên công nghệ xử lý 40 nm. Tuy nhiên, NAND 3D vẫn là NAND và nó vẫn tồn tại những hạn chế về mặt chức năng dài hạn. Vì vậy, chúng ta cần phải thay thế bộ nhớ flash với những dạng bộ nhớ bền hơn nếu muốn tiếp tục cải thiện mức tiêu thụ năng lượng và hiệu năng xử lý trên tỉ lệ bộ nhớ. RRAM có vẻ như là một tùy chọn có khả năng hiện thực hóa nhất.

Theo: ExtremeTech
43 bình luận
Nhìn cấu trúc phức tạp vậy chắc tỉ lệ lỗi rất cao
@bookofthing Đây chỉ là bước đầu thôi nên lỗi có khả năng xảy ra nhưng nhà sản xuất sẽ khắc phục!
@bookofthing Rành dử ta . Hèn gì CPU intel toàn lỗi :p
@bookofthing 1 con CPU có hơn 1tỷ transistor phức tạp hơn NAND flash hay hình kia nhiều
@galabuon Intel dùng Nand flash mà
@galabuon Biết gì đâu, đoán bừa phán đại vậy thôi
jzoker
ĐẠI BÀNG
7 năm
hỏi ngu :NAND flash có phải là ssd không ?
britgaga
TÍCH CỰC
7 năm
@jzoker SSD dùng NAND flash.
vtsn4
CAO CẤP
7 năm
Áp dụng ngay cho Smart watch đi các cụ
vecon93
ĐẠI BÀNG
7 năm
Yên tâm là đến lúc phổ cập SSD 2xx GB ở VN thì cái RRAM này mới được chú trọng cũng như mấy hãng lớn tập trung vào sx nó =))
NAND đã thấy ngon lắm rồi, giờ có cái thay thế ngon hơn nữa thì càng tốt
eMMC thì sao?
toàn lỗi
vuongtube
ĐẠI BÀNG
7 năm
Chỉ mong sớm có công nghệ ram giống ổ cứng, dữ liệu ko bị mất khi mất nguồn điện cung cấp thì mới là tuyệt vời 😁
vuongtube
ĐẠI BÀNG
7 năm
@quanghaith2 mình đã cười khi đọc dòng này của bạn
bạn làm mình thất vọng quá 😆
bạn cũng nên xem lại mấy cái bạn nói có lquan j` đến cái mình đang nói ko nhé, cá nhân mình thấy nó chả lquan j` bạn ạ. Mình tính đợi bạn nói ra rồi "chém" cả thể, có khi bạn nhận ra bạn nói hố rồi nhỉ
@vuongtube Tất cả đều liên quan, liên quan đến cái RAM bạn đang nói đó, những điều đó thể hiện cái RAM cần phải làm mới dữ liệu liên tục, cấp phát thu hồi bộ nhớ liên tục => ko cần nó phải lưu dữ liệu mãi mãi như bạn nói nhé.
vuongtube
ĐẠI BÀNG
7 năm
@quanghaith2 vậy bạn có hiểu mình đang mong muốn j` ko, là RAM có thể lưu trữ mà ko cần nguồn điện duy trì. Mình có bảo OS ko thể làm mới dữ liệu trên RAM hay OS ko thể cấp phát hay thu hồi bộ nhớ đâu. Bạn thử nghĩ xem nó lquan j` đến cái bạn đang nói. Giống như HDD, ko có điện ko mất data, còn thêm sửa xóa là quyền của người dùng bạn nhé. Mà mình tìm hiểu thì có loại RAM này rồi, bạn nghĩ người ta ngớ ngẩn mà làm ra cái RAM đấy à.
@vuongtube Việc con RAM có đặc tính ghi data liên tục trong quá trình sử dụng, tắt máy đi nó cần xóa sạch để load lại dữ liệu, làm sạch rác (giống việc dùng máy lâu phải khởi động lại kẻo nó ăn hết RAM, hầu hết do OS và phần mềm chiếm dụng và ko giải phóng nổi tài nguyên - kể cả cố lập trình giải phóng tài nguyên mình đã nói).
Tóm lại, RAM là 1 thiết bị cần thiết thay đổi dữ liệu liên tục, lâu lâu phải xóa sạch để làm mới, để khởi động lại -> ko cần phải lưu kiểu như HDD.
saiback
CAO CẤP
7 năm
Cái này chắc còn lâu, hiện tại và sắp tới Samsung vẫn sẽ dẫn đầu SSD và NAND cho SSD.
songoku01
ĐẠI BÀNG
7 năm
Hic. Không hiu lắm
anhminh1208
ĐẠI BÀNG
7 năm
Chắc tầm vài năm nữa sẽ có thể bật máy tính trong vòng 1s, load game hàng chục GB cũng chỉ khoảng 2-3s
thaidc
ĐẠI BÀNG
7 năm
làm thế nào thì làm
đừng có càng dùng càng ì máy đi là được
đang thắc mắc đo trị số điện trở liệu có chính xác bằng có hoặc ko có điện tích? 😁
biết đâu RRAM đời đầu sau này lưu ảnh lại để vài chục năm mở ra lại đẹp trai hơn :p
@trantuananh1996 thì chắc là không :D
nó cũng như kiểu công nghệ nand thôi khoảng ( 0 đến 0.8v) là mức 0 còn từ ( 2.5v đến 5v) là mức 1.
ngày nay thì mong hẹ điện áp xuống nên điệ trở lại thích hơn
earl_grey
TÍCH CỰC
7 năm
Lại chờ thằng Apple ứng dụng trước...
khác mà bác, nó cũng thay đồi trong mức
để làm cái gì cơ bác :D. thế sao không mua cái SSD về set làm ram luôn cho lành. RAM chỉ hiệu quả cao nhất khi làm đúng chức năng của nó thôi
biết đâu bất ngờ ông Apple đùng 1 cái lại ứng dụng đầu tiên 😆
hacrot3000
TÍCH CỰC
7 năm
đo đạc
SSD dùng NAND flash
Vậy đến lúc SSD trở thành ổ cứng phổ thông rồi @@ HDD cho về vườn 😁
Tập trung nghiên cứu bộ nhớ điện trở RRAM thành loại cao cấp @@
Có điện trở rồi cũng sẽ nghiên cứu bộ nhớ điện dung @@ như là cảm ứng điện trở và cảm ứng điện dung ấy :p
Cứ thế.....đến khi không cần ổ cứng mà vẫn có bộ nhớ Không khí chăng 😕😕 Hóng quá các bác
pvhanh
ĐẠI BÀNG
7 năm
NAND Flash có phải là RAM đâu, tốc độ của NAND Flash chậm hơn RAM nhiều







  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2021 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019