NAND快閃記憶體窮途末路 下一代快閃記憶體技術百花齊放

由於快閃記憶體技術的發展，快閃記憶體正從U盤、MP3走向電腦、存儲陣列等更廣泛的領域。

雖然其速度較以往的機械硬碟有了較大幅度的提升，但縱觀整個計算架構，快閃記憶體仍舊是計算系統中比較慢的部分。

況且目前主流的MLC和TLC在寫入壽命上都還不盡如人意，並且隨著工藝水平的提升，其壽命和良率還有越來越糟的傾向。

快閃記憶體生產線已經達到15nm的水平，存儲密度難在攀升、壽命卻大幅下降。

所以業界各個巨頭都在積極研究下一代非易失性存儲技術。

日前，鎂光在IEEE IEDM 2014(國際電子設備大會)上就公布了其最新的可變電阻式存儲（ReRAM）技術的最新進展。

美光在大會上展出了其最新的27nm RAM顆粒，顆粒容量16Gb（2GB），核心面積168平方毫米，採用3層銅互連技術。

而展出的晶片使用的是DDR接口，未來可以方便的更換其他接口。

由於只是用了27nm工藝製造，新的ReRAM在DieSize上相對於現在的NAND快閃記憶體並無優勢，但在性能上，新的ReRAM卻非常耀眼。

根據鎂光透露的消息，新的ReRAM可以承受10萬次寫入和百億次讀取；而更加難能可貴的是，ReRAM在目前就已經達到了900MB/s的讀取速度和180MB/s的寫入速度，讀寫延遲分別為2微秒和11.7微秒。

在存儲結構上，ReRAM可以在2個cell里存儲3個bit，這一點介於目前的SLC和MLC之間。

由於未來的快閃記憶體標準還沒有最終確定，因此，發力研究下一代快閃記憶體的企業和候選技術並不只此一家。

另一家名為Crossbar的新型科技公司正在研究一種名為RRAM的非易失性存儲。

雖然Crossbar並沒有給出他們技術的具體性能，不過公司宣稱其RRAM的擦寫次數可以達到億次級，並且可以在300攝氏度以下正常工作。

而與目前NAND快閃記憶體工藝越高壽命越短行程對比的是，Crossbar的RRAM技術在現有技術演進路徑下至少可以發展到4-5nm的水平。

當然，除了這些看似很遙遠的技術，同樣屬於非易失性存儲的相變內存（PCM）也是下一代快閃記憶體標準的有力競爭者。

而且推崇這一技術的IBM已經開始著手研究如何利用相變內存替代現有NAND快閃記憶體的方案了。

相對於現有NAND快閃記憶體，相變內存的擦寫次數可以達到百萬次級別，並且在速度上交傳統快閃記憶體有上百倍的提升。

當然更重要的是，鎂光等廠商已經開始量產地規格的相變內存晶片。

並且業界也已經有一些採用相變內存的實際產品。

隨著NAND快閃記憶體在工藝進步下逐漸達到壽命臨界點，新的快閃記憶體技術正在不斷湧現。

而這些技術最大的目標就是要在提高速度和壽命的前提下，繼續推動摩爾定律向前發展，並為未來製程演進做好準備。

相信2015年更多新類型的非易失性存儲新品將出現在市場上和實驗室里。