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Ayer, escribí sobre los problemas que enfrentan los fabricantes de memoria flash NAND tradicional, el tipo de almacenamiento que utilizamos en nuestros teléfonos inteligentes, tabletas y SSD. La memoria flash ha crecido enormemente en la última década. La densidad ha aumentado a medida que los precios han caído rápidamente hasta el punto en que ahora es bastante común ver portátiles pequeños que usan SSD para reemplazar discos duros y sistemas empresariales que usan mucho flash. Esto no ha reemplazado, y no reemplazará, los discos duros, que siguen siendo más baratos y con mayor capacidad, pero ha traído muchas ventajas tanto para los sistemas de almacenamiento móviles como para las empresas. Sin embargo, la escala tradicional para flash NAND parece estar llegando a su fin y, como resultado, estamos viendo mucha más actividad en torno a formas alternativas de memoria.
Para abordar estos problemas, los desarrolladores han estado tratando de crear nuevos tipos de memoria no volátil, con la mayor atención dirigida a cosas como STT-MRAM, memoria de cambio de fase y particularmente RAM de acceso aleatorio resistivo (RRAM o ReRAM). Aunque hay muchos tipos diferentes de RRAM, la celda básica generalmente consiste en un electrodo superior e inferior separados por un material espaciador. Cuando se aplica un voltaje positivo, se forman filamentos conductores y la corriente fluye a través del material; Cuando se aplica un voltaje negativo, los filamentos se rompen y el separador actúa como un aislante.
La RRAM y las otras alternativas a menudo se concibieron por primera vez como reemplazos de la memoria flash NAND o de la DRAM tradicional, pero al menos inicialmente reciben atención particular como una "memoria de clase de almacenamiento" (SCM) que ofrecería una transferencia rápida directamente a la CPU (como DRAM) tienen mayor densidad (como NAND Flash). La idea es que se pueda acceder a una gran cantidad de almacenamiento muy rápidamente, en lugar de solo una pequeña cantidad de DRAM muy rápida y luego una mayor cantidad de flash relativamente más lento (generalmente respaldado con discos duros aún más lentos pero más potentes). La clave para hacer que esto funcione es obtener un pequeño "tamaño de celda" para almacenar los bits de memoria, conectar las celdas y encontrar una manera de fabricarlo a un precio razonable. Por supuesto, los sistemas y el software también tendrían que ser rediseñados para aprovechar estos niveles de almacenamiento adicionales.
El concepto ha estado bajo investigación durante mucho tiempo. En 2010, Unity Semiconductor (ahora propiedad de Rambus) mostró un chip ReRAM de 64Mb. HP ha estado hablando sobre su tecnología memristor, una forma de ReRAM, durante los últimos años, y la compañía anunció un plan para trabajar con Hynix Semiconductor para lanzar un reemplazo para flash NAND para el verano de 2013. Eso obviamente aún no ha sucedido, pero parece haber mucho progreso en el campo ReRAM.
En la Conferencia Internacional de Circuitos de Estados Sólidos (ISSCC) de este año, Toshiba y SanDisk (que son socios en memoria flash), mostraron un chip ReRAM de 32 Gb, y en la Cumbre de Memoria Flash de la semana pasada, varias compañías mostraron nuevas tecnologías en torno a Tecnología RRAM.
Uno de los más interesantes es Crossbar, que utiliza celdas RRAM basadas en iones de plata conectadas entre sí en un diseño de "matriz de barras cruzadas" para aumentar la densidad. La compañía mostró un prototipo, que incluye tanto la memoria como un controlador en un solo chip en la cumbre, y dice que espera que la tecnología se comercialice el próximo año, aunque es probable que los productos finales no aparezcan hasta 2015. Crossbar dice que su RRAM tiene 50 veces menor latencia que el flash NAND, y que los discos de estado sólido (SSD) basados en esta tecnología no requerirán las memorias caché DRAM y la nivelación de desgaste comunes a los SSD actuales basados en NAND.
Crossbar dice que tiene muestras de trabajo fabricadas por TSMC y su primer producto comercial será una memoria integrada utilizada en un SoC, pero no ha revelado muchos detalles. Sin embargo, se informó que la compañía espera producir un chip de 1Tb que mida alrededor de 200 milímetros cuadrados.
SK Hynix, que también está trabajando en la tecnología, ha hablado sobre las ventajas de RRAM en ofrecer una latencia más baja y una mejor resistencia que NAND y cómo eso tiene sentido en la memoria de clase de almacenamiento. Los dispositivos RRAM pueden formarse con una matriz de barras cruzadas o con una matriz vertical como 3D NAND, pero ambos tienen desafíos. Como resultado, SK Hynix dijo que los primeros dispositivos RRAM, probablemente alrededor de 2015, serán dos o tres veces más caros que el flash NAND y se utilizarán principalmente para aplicaciones de alto rendimiento de nicho.
Mientras tanto, muchas otras compañías están trabajando en el espacio. Mientras Toshiba y SanDisk mostraron un prototipo de chip este año, Sony ha estado mostrando documentos RRAM desde 2011 y está trabajando con Micron para desarrollar un chip de 16 Gb en 2015. Pero incluso si la celda de memoria y las matrices funcionaran perfectamente, aún tomaría mucho tiempo para desarrollar los controladores y el firmware para que sean viables.
Dada toda la exageración que acompaña a las nuevas tecnologías y la tendencia de las más antiguas a escalar más de lo que la gente piensa, es poco probable que la memoria flash NAND o los mercados DRAM desaparezcan pronto, y no me sorprendería ver que RRAM se demore más en llegar. despegar de lo que piensan sus patrocinadores. Es probable que los productos finales sean muy diferentes de los prototipos que se muestran ahora. Pero está comenzando a parecer que RRAM dará el salto del laboratorio al mercado comercial en algún momento de los próximos dos o tres años. Si es así, podría tener un profundo impacto en cómo se diseñan los sistemas.
