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NAND和RRAM哪种存储器技术是赢家

 

    NAND和RRAM这两种存储器中哪一种会在5年后称霸非易失性存储器市场,这是个未知数.因为专家们对于3D(或可堆叠式)NAND闪存能够让目前NAND闪存技术的寿命延长多少年莫衷一是。有些人表示,3D NAND闪存会超越三星目前的24层,将来会增加到100多层;另一些人则认为,这种存储器的寿命只有两三代,这意味着等它达到大概64层后,就会面临瓶烦。
 
    相比之下,RRAM一开始就其有优势。它的密度大于NAND,有更高的性能和更久的耐用性。这意味着,RRAM能够使用大小只有目前NAND闪存代工厂所用尺寸一半的硅晶片。据Crossbar首席执行官乔治·米纳西安( George Minassian )声称,最棒的是,现有的闪存代工厂不需要改变设备就能生产RRAM。
 
 
    米纳西安说:“工厂想引入这项技术,我们计划大概需要花费几百万美元的技术成本。这与引入一种新的NAND闪存节点的成本大致一样高,比如从65nm节点改为45nm节点。”
 
    Crossbar声称.其RRAM技术的延迟时间仅为30ns。三星的顶级闪存产品840 Pro SSD其延迟时间长达0.057ms。lns是1/10亿s--也就是说要快100万倍。
 
    据米纳西安声称,RRAM本身经得住1000次写人擦除周期,这比典型的消费级多层单元存储(MLC)NAND闪存如今的周期要长一点--这还没有任任纠错码(ECC )。ECC用来将现在的MLC NAND闪存升级到企业级闪存卡和固态硬盘(SSD ),
 
    实际上.Crossbar预计两年后RRAM芯片有望批量生产。米纳西安表示,他公司已经与汽车行业的一家闪存代工厂签署了一项协议,以生产这种芯片。他还表示与一家规模大得多的代工厂眼看就要签署协议。
 
    RRAM和3D NAND都预示着存储器性能和存储容量将迎来巨大的飞跃。较之今天的平面结构NAND闪存,Crossbar的RRAM有望提供20倍的写人性能和10倍的耐用性。米纳西安表示,与3D NAND一样,RRAM存储器芯片也将堆叠起来,1TB模块的大小相当于存储容量相似的NAND闪存模块的一半。
 
    3D NAND提供了更大的容量。每添加一层NAND闪存“摩天大楼”,容量就会翻番。三星表示,其V-NAND最初的存储容量只从128GB到1TB,用于嵌入式系统和SSD,具体要看客户需求。所以,三星似乎倾向于通过降低生产成本(每位价格),而不是提高存储容量来推动V-NAND的销量。
 
 
    Crossbar最初的RRAM芯片也能够存储多达ITB数据.但是它在比一枚邮票还小的芯片上做到这一点。该存储量相当于在200m㎡的表面上存放长达250小时的高清电影。
 
   说到性能,RRAM带来了另一个优势。如今,NAND闪存芯片的写人速度约7MB/s。SSD和闪存卡通过并行使用多块芯片.可以达到400MB/s的速度。
 
    米纳西安表示,RRAM芯片声称拥有140MB/s的写人速度.而且不用并行连接多块芯片就能达到。
 
    3D NAND和RRAM都声称有望显著提升性能,这愈味着存储设备将不再是现在这样的系统瓶颈。在将来,瓶颈将是总线,即计算机部件之间的通信层。换句话说,如果NAND闪存是时速100km/hr的汽车,RRAM是200 km/hr的汽车,要是它们行驶的道路有限速50 km/hr的弯道,它们能跑得多快并不重要。
 
    据Crossbar声称,除了性能外,RRAM存储数据所用的耗电量只有NAND闪存的一小部分,这愈味着它有助于将电池续航时间延长到“数周、数月乃至数年”。
 
    比如说,NAND闪存要求大约20V的电压才能将一位数据写入到硅芯片中。RRAM仅需3V电压就能完成写入操作。
 
    并非只有Crossbar一家公司在研发RRAM。惠普和松下都已开发出了各自版本的电阻式存储器,但是据Objective Analysis公司的首席分析师吉姆·汉迪(Jim Handy)声称,Crossbar比其他研发公司有更巨大的领先优势。
 
    他声称:这项技术一个非常大的优势在于,选择元件做人到存储单元中。而其他RRAM不是这样.所以就得植入外置元件(二极管或晶体管)。这个方面吸引了大量的研发资金,但是对其他许多技术而言仍是个棘手问题。
 
    汉迪表示,RRAM替代技术市场很有限,因为闪存制造商往往使用效果还行而成本最低的技术,尽管其他技术提供了更好的性能。

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