p>На форуме Flash Memory Summit корпорация Western Digital объявила о намерении использовать резистивную память с произвольным доступом (restistive random access memory, ReRAM) в качестве памяти накопителей (storage class memory, SCM) для будущих специализированных твердотельных накопителей (solid-state drives, SSDs) c повышенной производительностью. Компания не раскрыла каких-либо спецификаций указанных продуктов или же сроков их появления на рынке. Однако важно то, что Western Digital решила использовать наработки SanDisk, которая давно обсуждала ReRAM наряду с трёхмерной компоновкой микросхем в качестве основы для сверхбыстрых и сверхнадёжных SSD.

Объём данных, который генерируется в мире сегодня, исчисляется зеттабайтами каждый год, что создаёт два вызова для высокотехнологичной индустрии. Первый — как хранить эти данные более-менее рентабельно. Второй — как эффективно обрабатывать эту информацию с точки зрения производительности и энергопотребления. Современные жёсткие диски (hard disk drives, HDDs) и SSD могут хранить большое количество данных (10–15 Тбайт для флагманских моделей), а современные процессоры могут обрабатывать огромное количество информации благодаря постоянно увеличивающемуся количеству вычислительных ядер. Тем не менее, доставка нужных данных к этим ядрам представляет собой ещё ряд вызовов: если необходимая информация находится на HDD/SSD, то её выборка оттуда займёт много времени (100 тысяч – 10 млн нс) и потребует использования большого количества энергии. При этом увеличение объёма оперативной памяти у сервера не всегда оправданно с экономической точки зрения.

Чтобы решить вышеуказанные задачи, инженерам различных компании пришла в голову мысль об энергонезависимой памяти накопителей, которая находилась бы между оперативной памятью и накопителями данных, сочетая ряд качеств первых и последних. Такая память должна иметь гораздо большую производительность, увеличенную выносливость и низкое время ожидания (например, 250–5000 нс) по сравнению с NAND, но при этом существенно менее высокую стоимость на гигабайт по сравнению с DRAM.

Исторически сложилось так, что мало кто целенаправленно исследовал SCM, поскольку все были озабочены нахождением замены NAND флеш-памяти. На четвёртом десятке лет коммерческого существования последняя продолжает неплохо эволюционировать, а потому говорить о наследниках для массового рынка не приходится. Так, те типы памяти, что сейчас относятся к классу SCM — CBRAM, PCM, MRAM, ReRAM и ряд других, — имеют ряд особенностей и преимуществ, но никто из них не смог поспорить с NAND по части себестоимости на гигабайт.

Фундаментальный принцип работы ReRAM (иногда её называют RRAM) базируется на изменении сопротивления у диэлектрического материала с помощью электрического тока (ровно поэтому 3D XPoint рассматривается как собственная реализации ReRAM компаниями Intel и Micron). Сопротивление можно измерить и рассматривать как «0» или «1». На бумаге эта технология обеспечивает более высокую производительность и выносливость по сравнению с NAND, но нахождение архитектуры и коммерчески выгодного технологического процесса заняло у инженеров целого ряда компаний много времени.

Не делая никаких значительных заявлений на FMS, компания Western Digital сообщила, что она будет использовать некоторые из вещей, которые были созданы в рамках разработки BiCS 3D NAND флеш-памяти, для производства ReRAM. Компания подтвердила, что её ReRAM будет на основываться на многослойной матричной (multi-layer crosspoint) архитектуре, что было раскрыто ещё несколько лет назад.

Пожалуй, самым важным заявлением Western Digital относительно 3D ReRAM является то, что компания планирует использовать для её изготовления производственный комплекс в Йоккаити (префектура Миэ, Япония), что означает отсутствие необходимости в существенных инвестициях. Следует учитывать, что SCM на данном этапе является значительно более дорогой памятью по сравнению с NAND. Как следствие, крайне важно использовать для производства ReRAM имеющиеся фабрики и оборудование, чтобы гарантировать прибыльность бизнеса (или минимизировать возможные убытки). IMFT делает ровно то же самое с 3D XPoint: подобная память будет производиться на фабрике в Лехай (штат Юта), но пока не известно, по какому именно технологическому процессу. Intel и Micron упоминали, что последний будет отличаться от того, что используется для изготовления NAND, но ничего не говорили о конфигурации оборудования. Кроме того, Western Digital может повторно использовать некоторые основные технологии, материалы и архитектуры технологических процессов для ReRAM и NAND, но компания не раскрывает каких-либо подробностей в настоящее время.

Принимая во внимание архитектурные особенности, вполне естественно ожидать, что 3D ReRAM компании Western Digital будет масштабироваться с увеличением количества слоёв, но о количестве слоёв в первом поколении 3D ReRAM в данный момент неизвестно ничего. Тем не менее, компания имеет оптимистичные ожидания касательно масштабирования cвоей SCM и верит в то, что со временем стоимость такой памяти в пересчёте на гигабайт увеличит разрыв с DRAM (и сократит таковой с NAND), что сделает её привлекательней для более широкого круга приложений.

Наконец, производитель сказал, что 3D ReRAM уже поддерживается экосистемой, что означает, что первые твердотельные накопители на её базе, вероятно, будут использовать стандартные интерфейсы (например, NVDIMM, PCI Express), что не удивительно. Возможно, это также означает, что Western Digital также уже работает с разработчиками программного обеспечения, чтобы удостовериться, что их приложения смогут воспользоваться преимуществами SCM, однако мы не можем этого подтвердить.  

Подводя итог, можно заключить, что Western Digital (а точнее, бывшая SanDisk) завершила разработку ReRAM, которую до этого обсуждали на протяжении нескольких лет. Компания планирует выпустить коммерческие продукты на базе ReRAM в обозримом будущем (12–24 месяца) и использовать для изготовления SCM те же самые фабрики и оборудование, что и для NAND. Судя по всему, Western Digital имеет некий перспективный план по развитию ReRAM, а потому несколько лет данный тип памяти будет активно развиваться. Что предстоит выяснить, так это характеристики конкретных изделий на базе ReRAM, а также будущее проекта по совместной разработке SCM, подписанного SanDisk и HP в октябре прошлого года.

Источники:

Источник: 3DNews