ما هو مستقبل الذاكرة؟ MRAM هو الأكثر واعدة

ما هو مستقبل الذاكرة؟ تعد Intel بلا شك إحدى الشركات المصنعة التي راهنت أكثر على التقنيات المستقبلية. من Rambus DRAM إلى ذاكرة Optane 3DXpoint اللاحقة، أظهرت استكشافها ورغبتها في الحصول على تقنيات أكثر تقدمًا. لسوء الحظ، فإن هاتين التقنيتين للذاكرة اللتين كانت إنتل تعقد آمالاً كبيرة عليهما حُكم عليهما في النهاية بالإعدام بأيديهما، مما يجعل الناس يتنهدون.

وبعد إسدال الستار على Optane، ما هي التقنيات التي تستحق اهتمام الجميع؟

أصدر توم كوغلين من Coughlin Associates وجيم هاندي من Objective Analysis مؤخرًا تقريرًا. أجرى اثنان من محللي أشباه الموصلات تحليلاً مفصلاً لآفاق خمس تقنيات تخزين ناشئة، والتي قد نتمكن من الحصول على لمحة عن تطور التكنولوجيا.

قام المحللون أولاً بتلخيص الدروس المستفادة من فشل أوبتان. إن جوهر تصنيع أشباه الموصلات هو أنه كلما زاد الإنتاج، انخفضت التكلفة. ومع Optane، كان بإمكان إنتل زيادة طاقتها الإنتاجية لخفض الأسعار وزيادة مبيعات الرقائق. ومع ذلك، فإن الطاقة الإنتاجية الأولية لشركة Optane لم تكن كافية، مما يعني أن تكلفة الرقائق كانت أعلى، وكان عليها أن تتحمل هذا الجزء من الخسارة بنفسها. ويجب أن تستمر المبيعات في الزيادة حتى يتم تبرير الزيادة في الطاقة الإنتاجية، وفي النهاية يتم تقليل تكلفة كل شريحة، وبالتالي تحقيق ربح كبير.

ويظهر هذا أيضًا أن وفورات الحجم قد تلعب دورًا أكبر مما نعتقد في سوق الذاكرة الناشئة، ويقدم التقرير استنتاجًا مفاده أن حجم الرقاقة يجب أن يكون قريبًا من 10% من حجم التقنيات المنافسة لتحقيق تكافؤ التكلفة.

في عملية الفشل التدريجي لـ Optane، بدأت خمس تقنيات تخزين ناشئة في الظهور على المسرح، بما في ذلك MRAM، وذاكرة تغيير الطور (PCM)، وذاكرة الوصول العشوائي الكهروضوئية (FERAM)، وذاكرة الوصول العشوائي المقاومة (ReRAM)، وNRAM/UltraRAM. ومن المتوقع أن تتجاوز حدود التوسعة الخاصة بـ NAND وNOR وأن تستهلك طاقة أقل من DRAM وSRAM.

فرام / فيرام

FRAM، الذي تم اختراعه عام 1952، هو أقدم ذاكرة ناشئة. اليوم، تم تثبيت أكثر من 4 مليارات شريحة FRAM في الأجهزة المختلفة. على الرغم من أنه يحتوي على الحديد باسمه، إلا أن FRAM لا يستخدم أي حديد. إنها تحتوي فقط على حلقة تباطؤ مشابهة للمغناطيسية الحديدية، وتسمح لها حلقة التباطؤ هذه بتخزين البيانات.

مبدأ FRAM هو استغلال الخصائص الفيزيائية الفريدة لبعض الشبكات البلورية. في المواد الفيروكهربائية، يمكن للذرات أن تشغل أحد الموضعين المستقرين داخل الشبكة. يقوم المجال الكهربائي بتحريك الذرات المتحركة داخل الشبكة إلى أحد الموضعين المستقرين، اعتمادًا على قطبية المجال الكهربائي وبعض الخصائص الفيزيائية (ربما السعة أو المقاومة)، اعتمادًا على موضع الذرة المحاصرة.

لا يزال هناك حاليًا العديد من الشركات المصنعة التي تنتج FRAM. على سبيل المثال، تنتج شركة Infineon بشكل أساسي شرائح FRAM المنفصلة، بينما تقوم شركتا Texas Instruments وFujitsu بدمج التكنولوجيا في وحدات MCU. تقوم فوجيتسو أيضًا بتضمين FRAM في تذاكر مترو الأنفاق. السبب الرئيسي لهذا الاستخدام هو أن استهلاك طاقة الكتابة لـ FRAM هو الأقل نسبيًا بين تقنيات التخزين.

لماذا استغرق اختراع FRAM وقتا طويلا، ولماذا لا يزال مجهولا بعد أن تم إنتاج مليارات الرقائق، وهل لا يزال مدرجا ضمن تكنولوجيا التخزين الناشئة؟

والسبب هو أن FRAM كانت تعتمد في السابق بشكل أساسي على تيتانات زركونات الرصاص (PZT) وتنتالات البزموت السترونتيوم (SBT)، لكن كلتا المادتين تحتويان على الرصاص أو البزموت، مما سيتسبب في تلوث المصنع، وبالتالي الحد من طاقته الإنتاجية. لحسن الحظ، في عام 2011، تم اكتشاف أن أكسيد الهافنيوم (HfO) له خصائص متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف في ظل ظروف معينة. HfO هو أساس عازل البوابة عالي K المستخدم في FinFET. إنه لا يحل مشكلة القدرة الإنتاجية فحسب، بل لا يسبب التلوث أيضًا. لذلك، على الرغم من عدم استخدام زيت الوقود الثقيل (HfO) رسميًا في الإنتاج، إلا أن الآفاق المستقبلية مشرقة جدًا.

بالمقارنة مع ذاكرة الفلاش، تتضمن مزايا FRAM استهلاكًا أقل للطاقة، وسرعات كتابة أسرع، وأقصى قدر من التحمل للقراءة/الكتابة. تتمتع FRAM بفترة الاحتفاظ بالبيانات لأكثر من 10 سنوات عند +85 درجة مئوية (تصل إلى عقود عند درجات حرارة منخفضة)، ولكن لها أيضًا عيوبها الخاصة، أي أن كثافة التخزين أقل بكثير من أجهزة ذاكرة الفلاش، وسعة التخزين محدودة، والتكلفة أعلى. اعتبارًا من عام 2021، لا يتجاوز حجم (كثافة) تخزين الرقائق التي يبيعها بائعون مختلفون 16 ميجابايت.

حاليًا، يتم الآن دمج FRAM في الرقائق عبر تقنية CMOS، مما يسمح لوحدات MCU بالحصول على ذاكرة FRAM خاصة بها، وهي مراحل أقل مما هو مطلوب لتضمين ذاكرة فلاش في شرائح MCU، وبالتالي تقليل التكاليف بشكل كبير.

بي سي إم

نظرًا لإطلاق إنتل لذاكرة Optane، أصبحت ذاكرة تغيير الطور (PCM أو PRAM) منذ فترة طويلة رائدة الإيرادات بين تقنيات الذاكرة الناشئة. في الواقع، في وقت مبكر من عام 1970، شارك جوردون مور، ورون نيل، ودي إل نيلسون من شركة إنتل في كتابة مقال حول النموذج الأولي لوحدة PCM ذات 256 بت. إن تاريخ البحث والتطوير الخاص بها طويل وليس أدنى من تقنيات التخزين الأخرى.

يمكن إرجاع أصل PCM إلى عام 1960، عندما أنشأ Ovshinsky مختبر تحويل الطاقة لدراسة المواد غير المتبلورة وخصائص تغير طورها. تمت إعادة تسمية المختبر إلى أجهزة تحويل الطاقة (ECD) في عام 1964، وكانت إحدى ابتكارات أوفشينسكي العديدة هي ذاكرة تغيير الطور Ovonics التي سميت باسمه. تعاونت Intel في النهاية مع ECD للحصول على ترخيص الملكية الفكرية لذاكرة تغيير الطور Ovonics، وأصدرت رسميًا 3DXPointPCM في عام 2015.

بالإضافة إلى Intel، أنتجت شركة STMicroelectronics وحدات تحكم دقيقة (MCUs) مع ذاكرة برنامج PCM، كما أنتجت شركات تصنيع وحدات التخزين مثل Samsung وMicron أيضًا منتجات استبدال ذاكرة فلاش PCMNOR بكميات كبيرة منذ أكثر من عشر سنوات، لكن وجود هذه المنتجات كان قصيرًا جدًا.

أساس PCM عبارة عن مادة زجاجية موضوعة فوق شريحة منطقية CMOS قياسية. تغير هذه المادة حالتها حسب خصائص الزجاج. يتغير الزجاج من الحالة البلورية إلى الحالة غير المتبلورة، المقابلة لحالة موصلة أو مقاومة على التوالي. هناك طريقتان لزيادة سعة التخزين: إحداهما التراص ثلاثي الأبعاد، وهو محور اهتمام Intel وMicron، والأخرى هي التكنولوجيا متعددة القيم، والتي حققت فيها شركة IBM تقدمًا كبيرًا.

بالمقارنة مع ذاكرة الفلاش، يتمتع PCM بالعديد من المزايا، مثل قابلية التضمين القوية، والتكرار الممتاز، والاستقرار الجيد، والتوافق مع عمليات CMOS. في الواقع، حتى الآن، لم يتم العثور على حد مادي واضح لـ PCM. عندما يتم تقليل سمك مادة تغيير الطور إلى 2 نانومتر، لا يزال من الممكن أن يخضع الجهاز لتغيير الطور.

أكبر ميزة لـ PCM هي أنه يمكنه استخدام تكوين عبر النقاط لتخزين البيانات عند تقاطع خطين موصلين متعامدين، مما يسهل التراص، مما يجعل حجم الشريحة وتكلفة الإنتاج أقل من أي تقنية ناضجة باستثناء 3D NAND.

لكن PCM لديه أيضًا عيوب لا يمكن تجاهلها. الحرارة لا تزال مشكلة كبيرة. وعلى الرغم من أن الذاكرة مستقرة حراريًا ويمكنها التعامل مع تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة، إلا أن الحرارة المتولدة عند برمجة الخلية قد تؤثر على الخلايا المجاورة لها. يمكن أن تسبب التدفئة المحلية فجوات فوق البطارية. بالإضافة إلى ذلك، فإن قدرة ذاكرة الفلاش على تخزين واكتشاف وحدات بت متعددة لكل خلية تمنحها ميزة سعة التخزين على PCM.

في السنوات الأخيرة، كان هناك اهتمام قوي بتطبيق PCM في الحوسبة داخل الذاكرة. تتمثل الفكرة في تنفيذ مهام الحوسبة، مثل عمليات ضرب المصفوفات والمتجهات، في مصفوفة الذاكرة نفسها من خلال الاستفادة من إمكانات التخزين التناظرية الخاصة بـ PCM وقوانين دائرة كيرشوف. في عام 2021، أصدرت شركة IBM نواة حوسبة ذاكرة ناضجة تعتمد على PCM متعدد المستويات المدمج في عقدة تقنية CMOS مقاس 14 نانومتر.

MRAM

ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسية (MRAM) هي تقنية تعتمد على المبادئ الفيزيائية لجميع عمليات التسجيل المغناطيسي (الأقراص الصلبة، والأشرطة، وما إلى ذلك)، ولكن طريقة تطبيقها تزيل العناصر الميكانيكية. اعتبارًا من الآن، تعد شركة Everspin، وهي شركة نتجت عن نتائج أبحاث Motorola وFreescale، رائدة هذه التكنولوجيا، حيث يبلغ دخلها التشغيلي 44 مليون دولار أمريكي في عام 2021.

بالإضافة إلى ذلك، انضمت Avalanche وNumem مؤخرًا إلى صفوف إنتاج MRAM، وأطلقت المسابك مثل TSMC وGlobalFoundries وSamsung عمليات MRAM المدمجة. حاليًا، بدأ استخدام عمليات MRAM في SoCs لتطبيقات إنترنت الأشياء وأجهزة الطاقة الصغيرة.

هناك العديد من أنواع MRAM، لكن بنيتها متشابهة جدًا. تستخدم جميعها طبقات الكوبالت والمغنيسيوم كمزيج من أجهزة استشعار المقاومة المغناطيسية العملاقة (GMR) وعناصر التبديل المغناطيسي. كما أنها تستخدم على نطاق واسع في رؤوس القراءة/الكتابة على القرص الصلب. ميزتهم الرئيسية هي السرعة. لقد تصور الكثير من الناس أن MRAM يمكن أن تحل محل SRAM عالي السرعة في المستقبل.

بعد سنوات من البحث، تم تقسيم MRAM إلى أنواع وطرق مختلفة: STT-MRAM يحل بشكل فعال مشكلة "تسرب" طاقة ذاكرة SRAM عندما تكون غير نشطة؛ يعمل SOT-MRAM على تحسين متانة الجهاز واستقرار القراءة بشكل كبير، مما يزيل الانفتاح المتأصل في أجهزة STT-MRAM. تأخير إيقاف التشغيل؛ يعمل VCMA-MRAM على تقليل استهلاك الطاقة لـ STT-MRAM، لكن سرعة الكتابة بطيئة نسبيًا؛ يجمع VG-SOT بين مزايا الأولين، ولكن عملية التصنيع أكثر تعقيدًا ويجب التحقق من الوظيفة؛ (VG-) يتمتع SOTMRAM بإمكانيات أكبر في محاكاة حوسبة الذاكرة...

على مر السنين، ظهرت أنواع مختلفة من أجهزة ذاكرة MRAM، مع مقايضات بين سرعة الكتابة والموثوقية واستهلاك الطاقة واستهلاك المساحة، مع تطبيقات مختلفة تمامًا اعتمادًا على خصائص محددة، مثل STT-MRAM للفلاش المدمج وذاكرة التخزين المؤقت على المستوى الأخير، SOT-MRAM لذاكرة التخزين المؤقت ذات المستوى الأدنى، VCMA-MRAM للتطبيقات منخفضة الطاقة للغاية، وأخيرًا VG-MRAM. تعمل VG-SOTMRAM كذاكرة تخزين مؤقت موحدة نهائية وتتمتع أيضًا بمزايا الحوسبة داخل الذاكرة.

في MRAM، يتم تخزين البيانات عادةً في طبقة "حرة" يمكن تغيير مغناطيسيتها ومقارنتها بطبقة "ثابتة" تم تعيينها أثناء الإنتاج، ويكون مستشعر GMR مسؤولاً عن اكتشاف الفرق بين الاثنين. الفرق الأكبر بين معظم متغيرات MRAM هو كيفية كتابة البيانات. تستخدم جميع MRAM ترانزستورًا واحدًا على الأقل لكل خلية بت، في حين تستخدم العديد من MRAM ترانزستورين وتسحب تيارًا كبيرًا، مما يجعل إنتاج التكنولوجيا أقل فعالية من حيث التكلفة مقارنة بالتقنيات الأخرى.

تحتوي MRAM على دورات قراءة/كتابة متوافقة مع SRAM، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي يجب أن تقوم بتخزين البيانات واستردادها بأقل قدر من زمن الوصول. فهو يجمع بنجاح بين الكمون المنخفض والاستهلاك المنخفض للطاقة والمثابرة اللانهائية وقابلية التوسع وعدم التقلب.

وباعتبارها تقنية مغناطيسية، فإن MRAM مقاومة للإشعاع بطبيعتها، مما يجعلها شائعة في تطبيقات الفضاء الجوي التي تعتبر أيضًا أقل حساسية للسعر. بالإضافة إلى ذلك، وجدت MRAM مكانًا في تخزين المؤسسات، مثل الوحدات الأساسية لذاكرة الفلاش من IBM، حيث يتم استخدام MRAM من Everspin كمخزن مؤقت في حالة انقطاع التيار الكهربائي غير المتوقع.

تتمتع MRAM أيضًا بآفاق واسعة في التطبيقات الصناعية. وقال المحللون إن التطبيقات الصناعية تتطلب قدرات كتابة سريعة للغاية وتتطلب تخزينًا غير متطاير. ومع ذلك، فإن ذاكرة فلاش NAND وذاكرة فلاش NOR وEEPROM كلها بطيئة جدًا في الكتابة وتستهلك الكثير من الطاقة. تحتاج SRAM المزودة ببطاريات إضافية إلى استبدال البطارية كل بضع سنوات. في المقابل، يبدو أن MRAM في مكانها الصحيح في هذه السيناريوهات.

تعد صناعة السيارات أحد الأسباب المهمة التي تجعل MRAM تحظى بشعبية كبيرة. نظرًا للطلب المتزايد على وحدات MCU وارتفاع تكلفة ذاكرة الفلاش، بدأ العديد من الموردين في التحول من ذاكرة الفلاش إلى ذاكرة eMRAM. وفي عام 2022، أعلنت شركة Renesas Electronics عن إطلاق شرائح اختبار STT-MRAM. وقالت إنه بالمقارنة مع ذاكرة الفلاش المصنعة باستخدام FEOL، تتمتع MRAM المصنعة باستخدام BEOL بمزايا في العمليات التي تقل عن 22 نانومتر لأنها متوافقة مع تقنية المعالجة المنطقية CMOS الحالية وتتطلب طبقات قناع إضافية أقل.

آي بي إم أكثر تفاؤلا. قال دانييل وورليدج، الباحث المتميز والمدير الأول في شركة IBM: "في غضون ثلاث سنوات تقريبًا، ستتمكن من الإشارة إلى كل سيارة جديدة في الشارع والقول إن هذه السيارة تحتوي على ذاكرة إلكترونية إلكترونية (eMRAM)". "لم يعد هناك فلاش مدمج في العقد المتقدمة، وتوقفت جميع المسابك عن تطويره، وفترة الانتقال هي 22 نانومتر و28 نانومتر، حسب المسبك".

إعادة ذاكرة الوصول العشوائي/ذاكرة الوصول العشوائي

في عام 1971، كتب ليون تشوا من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، ورقة بحثية نظرية بعنوان "المرستور - عنصر الدائرة المفقودة". تصف الورقة جهازًا إلكترونيًا سلبيًا أساسيًا رابعًا، وهو الميمريستور، الذي يمكنه تنظيم التيار المتدفق من خلال نفسه بناءً على كمية الشحنة التي كانت تتدفق مسبقًا عبر الجهاز. عند هذه النقطة، يعتبر الممرستور مجرد نظرية، جهاز افتراضي يلبي متطلبات التناظر في المعادلات التي تصف سلوك ثلاثة مكونات إلكترونية سلبية أساسية أخرى: المقاومات، والمكثفات، والمحاثات.

وبعد ما يقرب من أربعين عامًا، في عام 2008، أعلنت HP Labs أنها نجحت في إنشاء ممرستور باستخدام ثاني أكسيد التيتانيوم. Memristor هو جهاز غير ثنائي يمكن استخدامه لتخزين البيانات التناظرية أو الرقمية. في ذلك الوقت، توقع بعض الناس أن DRAM على وشك الموت وسيتم استبدال الممرستور في شكل ذاكرة مقاومة أو RRAM. في ذلك الوقت، ذكرت شركة HP أنها ستستخدم ذاكرة الوصول العشوائي (RRAM) في حاسوبها القمري القادم.

لكن في عام 2015، تراجعت شركة HP عن قرارها وقالت إنها ستستخدم ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) بدلاً من الميمريستورات في حاسوبها القمري. بعد مرور خمسة عشر عامًا على إعلان HP عن نجاح إنتاج الممرستور، لم تحدث ثورة RRAM بعد، ولا يبدو أنها ستحدث في أي وقت قريب.

مثل MRAM، هناك العديد من الأشكال المختلفة لذاكرة الوصول العشوائي المقاومة (ReRAM أو RRAM)، والتي يتم تصنيعها جميعًا عن طريق ترسيب مواد خاصة فوق منطق CMOS القياسي.

يتم دعم عملية مسبك ReRAM بشكل أساسي من قبل TSMC وWinbond وGlobalFoundries. تقوم شركات Renesas (من خلال الاستحواذ على Adesto)، وFujitsu، وMicrochip، وSony بإنتاج ReRAM كمنتجات مستقلة. تستخدمها تقنية Nuvoton في وحدات التحكم الدقيقة. حاليًا، تعمل العديد من الشركات حول العالم على تطوير عمليات ReRAM.

المبدأ الفني لـ ReRAM هو أنه في خلية ذاكرة الوصول العشوائي المقاومة، يتم تمرير التيار الكهربائي عبر سلكين لاكتشاف ما إذا كانت مقاومة خلية البت عالية أم منخفضة. عادة، يتم تغيير حالة الخلية عن طريق زيادة الجهد في الاتجاه الموجب أو السلبي، وبالتالي زيادة أو تقليل مقاومة الخلية. ويتم تحقيق ذلك عن طريق نقل العناصر الموصلة مثل أيونات المعادن أو شواغر الأكسجين إلى الجسر، أو إزالة هذه العناصر من الجسر الموجود. قد يجادل المرء بأن معظم تقنيات الذاكرة الناشئة الأخرى (PCM، وMRAM، وFRAM) تندرج ضمن فئة ReRAM لأنها تستخدم أيضًا مقاومات متغيرة للإشارة إلى حالة بتات الذاكرة.

الميزة الرئيسية لـ ReRAM هي أنه، مثل PCM، يمكن دمجه في خلايا ذات نقاط متقاطعة للتكديس، ونظرًا لأنه يمكن تخزين القيم الخطية على خلية بت واحدة، فيمكن استخدامها أيضًا في الشبكات العصبية في المستقبل.

الميزة الرئيسية لـ ReRAM هي أنها تستهلك طاقة أقل ولا تحتاج إلى استهلاك الكثير من الطاقة للحفاظ على حالة التخزين مثل أجهزة التخزين التقليدية. تتمتع بعض مواد RRAM أيضًا بحالات مقاومة متعددة، مما يجعل من الممكن تخزين أجزاء متعددة من البيانات في وحدة تخزين واحدة، وبالتالي زيادة كثافة التخزين. ومع ذلك، فهي لا تتمتع بمزايا مقارنة بالتقنيات الناشئة الأخرى من حيث سرعة القراءة والكتابة العشوائية والمتانة.

على مر السنين، تزايد عدد طلبات براءات الاختراع المتعلقة بتكنولوجيا ReRAM. وخاصة بعد عام 2010، زاد عدد طلبات براءات الاختراع بشكل ملحوظ. تمتلك سامسونج حاليًا أكبر عدد من براءات الاختراع ذات الصلة، تليها Micron وSK Hynix. وقد أعربت شركات تصنيع وحدات التخزين الكبرى عن اهتمامها بهذه التكنولوجيا.

NRAM/UltraRAM

NRAM هي تقنية ذاكرة الكمبيوتر الخاصة بشركة Nantero. إنها ذاكرة وصول عشوائي غير متطايرة تعتمد على موقع أنابيب الكربون النانوية المترسبة على ركيزة تشبه الشريحة. ومن الناحية النظرية، يسمح الحجم الصغير للأنابيب النانوية بذاكرة عالية الكثافة.

أمضى Nantero ما يقرب من 20 عامًا في العمل على NRAM، الذي يعمل بشكل مختلف عن أجهزة الذاكرة الأخرى. وهي مصنوعة من طبقات من أنابيب الكربون النانوية التي تم إنتاجها من جزيئات المحفز، والأكثر شيوعاً هو الحديد. تتكون كل "خلية" أو ترانزستور من شبكة NRAM من شبكة من أنابيب الكربون النانوية وتعمل على نفس مبدأ تقنيات ذاكرة الوصول العشوائي غير المتطايرة الأخرى. تظهر الأنابيب النانوية الكربونية غير المتلامسة مع بعضها البعض حالة مقاومة عالية، تمثل حالة "الإيقاف" أو "0". عندما تكون أنابيب الكربون النانوية على اتصال مع بعضها البعض، فإنها تظهر حالة مقاومة منخفضة، تمثل حالة "التشغيل" أو "1".

بالمقارنة مع NAND وDRAM، تتمتع NRAM باستهلاك أقل للطاقة، واستهلاك طاقة يقترب من الصفر في وضع الاستعداد، وسرعة كتابة أسرع، وقابلية توسع غير محدودة. لا يمكن لـ FRAM اختراق 100 نانومتر، وEEPROM أكبر بشكل عام من 60 نانومتر، وNORFlash أكثر من عشرة نانومتر، ويمكن تطوير NRAM إلى 5 نانومتر، وهناك مساحة كبيرة نسبيًا للتوسع المستقبلي.

الميزة الرئيسية الأخرى لذاكرة NRAM مقارنة بذاكرة الفلاش التقليدية هي قدرتها على التحمل، والتي تسمح بدورات قراءة وكتابة غير محدودة تقريبًا. كما أنها مقاومة للحرارة والبرودة والتداخل الكهرومغناطيسي والإشعاع. وقال نانتيرو إنه يمكن تخزينها عند درجة حرارة 85 درجة مئوية لآلاف السنين، وقد تم اختبارها عند درجة حرارة 300 درجة مئوية لمدة 10 سنوات دون فقدان ولو جزء واحد من البيانات.

يمكن استخدام NRAM ليس فقط لتخزين البيانات ولكن أيضًا لتخزين البرامج. هذه الميزة جذابة للغاية لسوق الإلكترونيات الاستهلاكية. حاليًا، مشاريع تطوير المنتجات لـ NRAM المستقلة وNRAM المضمنة قيد التنفيذ. يتم متابعة NRAM المستقلة لثلاثة أغراض: لاستبدال DRAM، واستبدال فلاش NAND، وللتطبيقات التي لا يمكن معالجة DRAM أو NAND flash فيها. في مجال الذاكرة المدمجة، هناك عمل مستمر لاستخدام NRAM المضمنة لتحل محل الذاكرة المضمنة غير المتطايرة، بما في ذلك ذاكرة الفلاش المضمنة أو ذاكرة الوصول العشوائي المضمنة (SRAM أو DRAM).

في عام 2016، أعلنت شركة Fujitsu وUSJC أنهما توصلتا إلى اتفاق مع Nantero وحصلتا على ترخيص تقنية NRAM لتنفيذ تطوير وتصميم وإنتاج NRAM. باعتبارها الجيل الأول من منتجات NRAM، من المتوقع أن يتم إطلاق منتجات واجهة DDR3SPI بسرعة 16 ميجابت من فوجيتسو في عام 2021 تقريبًا.

تلخيص

مع ظهور الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء والمجالات الأخرى، أصبح تطبيق البيانات الضخمة منتشرًا بشكل متزايد، وقد أدت هذه المجالات الجديدة إلى ظهور طلبات جديدة للتخزين. أصبحت سرعة القراءة السريعة وكثافة التخزين العالية والعمر الطويل والجهد المنخفض والحجم الأصغر من الاحتياجات الأكثر إلحاحًا في الوقت الحاضر، لكن أنواع التخزين المتعددة الحالية لم تعد كافية.

وهذا يوفر أيضًا فرصًا جديدة لتقنيات التخزين الخمس المذكورة أعلاه. بغض النظر عن تقنية التخزين، فإن كل منها لها تفردها الخاص ولها مزايا هائلة مقارنة بذاكرة الفلاش. من بينها، أصبحت MRAM التكنولوجيا الأكثر تفاؤلاً بين محللي أشباه الموصلات بسبب أنواعها الغنية وآفاق التطبيق الواسعة والمزايا الشاملة الواضحة.

ولكن هذا لا يعني أن MRAM هو الفائز المؤكد. ومع تطور وتطبيق تقنيات التخزين الأخرى، هناك إمكانية لاستبدالها. ويبقى أن نرى أي تكنولوجيا تخزين هي المستقبل.

وصول:

جينغدونغ مول