Иинтегрированные решения

Перспективы развития ФЛЭШ-ПАМЯТИ

Твердотельные накопители

Твердотельный накопитель (англ. SSD, Solid State Drive, Solid State Disk) — энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство без движущихся механических частей. Данная разновидность флэш-памяти (в основном NAND) активно развивается, непрерывно вытесняя с рынка механические жёсткие накопители. (в продаже доступны NAND SSD до 250 Гб). По состоянию на сегодняшний день, твердотельные накопители используются в основном в специализированных вычислительных системах и в некоторых моделях ноутбуков. Окончательной победе твердотельных накопителей мешает один, но очень важный фактор – более высокая, чем у «механики» цена за 1 гигабайт. Но это вопрос недалекого будущего.

В настоящее время основные компании, которые интенсивно развивают SSD-направление в своей деятельности - Samsung Electronics, SanDisk, Intel, Toshiba.

         

Из всех рассмотренных выше материалов однозначно следует, что флэш - перспективная технология. Рассмотрим некоторые тенденции развития флэш - памяти.

Одноплатные ЭВМ (типа Gumstix) лишь промежуточные этапы на пути к реализации всех функций в одной микросхеме

В настоящее время, on-chip (single-chip)системы представляют собой комбинации в одном чипе флэш-памяти с контроллером, процессором, SDRAM, специальным ПО. Так, например, Intel Strata Flash в сочетании с ПО Persistent Storage Manager (PSM) дает возможность использовать объем памяти одновременно как для хранения данных, так и для выполнения программного кода. PSM по сути дела является файловой системой, поддерживающейся ОС Windows CE 2.1 и выше.

Еще более сложные конфигурации класса «все - в - одном» анонсированы компаниями Intel, Samsung, Hitachi. Их изделия представляют собой многофункциональные устройства, реализованные в одной лишь микросхеме (стандартно в ней имеется процессор, флэш-память и SDRAM (System Dinamic Randam Access Mamory)). Ориентированы они на применение в мобильных устройствах, где важна высокая производительность при минимальных размерах и низком энергопотреблении.

Другим направлением совершенствования флэш является уменьшение энергопотребления и размеров с одновременным увеличением объема и быстродействия памяти. В большей степени это касается микросхем с NOR архитектурой, поскольку с развитием мобильных компьютеров, поддерживающих работу в беспроводных сетях, именно NOR - флэш, благодаря небольшим размерам и малому энергопотреблению, станет универсальным решением для хранения и выполнения программного кода. В частности, Intel уже представила разработку Strata Flash Wireless Memory System («Слоеная» беспроводная система памяти) (LV18/LV30) – универсальную систему флэш-памяти для беспроводных технологий. Объем ее памяти достигает гигабитов, а рабочее напряжение равно 1.8 В. Технология изготовления чипов – 0.13 нм, в планах переход на 0.09 нм техпроцесс.

Одна из важных тенденций развития флэш-памяти является использование результатов исследований в области нанотехнологий.

С увеличением ёмкости, уменьшаются расстояния между компонентами микросхем флэш-памяти. Это приводит к паразитным эффектам взаимовлияния, ухудшению надежности работы. Двумерная топология, по сути, достигла своего предела.

Оригинальное решение этой проблемы предложила калифорнийская компания Nanosys, которая специализируется на исследованиях в области нанотехнологий и обладает несколькими патентами на перспективные технологии выпуска полупроводниковых чипов. Среди партнёров Nanosys - корпорации Intel и Micron Technologies.

Эта разработка, позволяет использовать металлические нанокристаллы при производстве микросхем памяти, не внося практически никаких изменений в технологический процесс.

Разработан материал, способный удвоить ёмкость обычных чипов флэш-памяти путём добавления на стадии производства микросхем самоформирующихся металлических нанокристаллов за счет введения третьего измерения в матрицу памяти.

Получен кристалл, который выглядит как пучок небоскрёбов. При этом «плавающий» затвор заменен нанокристаллами, что позволило, с одной стороны, радикально уменьшить объём диэлектрика, необходимого для надёжной изоляции, а с другой - снизить высоту ячеек, и тем самым, уменьшить интерференцию.

Металлические нанокристаллы способны удерживать больший заряд в ячейке памяти, чем кремниевые нанокристаллы. Кроме того, для записи и стирания данных во флэш-память с металлическими частицами необходимо пониженное напряжение, что позволит экономить электроэнергию. Наконец, в отличие от полупроводниковой флэш-памяти, количество циклов записи и стирания неограниченно.

В университете Беркли разработана технология получения упорядоченных наноструктур с размерами ячеек около трех нанометров, что позволяет достичь плотности записи 1.7 терабит /см.кв. В качестве основного материала выступает так называемый блок-сополимер PS-b-PEO. Молекулы этого соединения образуются, если соединить несколько видов полимерных блоков различной химической природы. В данном случае это были блоки полистирола и полиэтиленоксида. Эта технология позволит создавать носители с беспрецедентной плотностью записи. Так, например, на диск диаметром три сантиметра поместится более -1400 -гигабайт(!).

Таковы перспективы развития.