存儲器技術的未來
時間:2006-09-06 11:50:00來源:wangsl
導語:?便宜的DRAM仍占優(yōu)勢,但穩(wěn)定的技術進步已經開拓了許多新的方向。
便宜的DRAM仍占優(yōu)勢,但穩(wěn)定的技術進步已經開拓了許多新的方向。
存儲器技術是一種不斷進步的技術,每一種新技術的出現都會使某種現存的技術走進歷史,這是因為開發(fā)新技術的初衷就是為了消除或減輕某種特定存儲器產品的不足之處。
舉例來說,閃存技術脫胎于EEPROM,它的第1個主要用途就是為了取代用于PC機BIOS的EEPROM芯片,以便方便地對這種計算機中最基本的代碼進行更新。
這樣,隨著各種專門應用不斷提出新的要求,新的存儲器技術也層出不窮,從PC機直到數字相機。本文即著眼于對現有的存儲器技術及其未來走向進行考察。
DRAM
嚴重依賴于PC的DRAM市場總是處于劇烈的振蕩之中。對目前處于衰退過程中的供應商們來說,降低每比特DRAM生產成本唯一劃算的方法就是縮小DRAM芯片的尺寸。所以,制造商們就不斷地尋找可以縮小DRAM芯片尺寸的方法。
隨著市場的復蘇和邊際效益的增長,供應商們會逐漸轉向使用300mm的大圓片。但現在,大多數DRAM生產商都承擔不起在300mm圓片上生產的費用。
就像石油公司都想多賣高品質汽油以獲取高額利潤一樣,DRAM生產商也正在把產品線從SDRAM換成DDR SDRAM,希望賣個高價。在DDR之后又出來一個DDR II,這是一種更先進的DRAM技術,已經受到英特爾的歡迎。出于同樣的原因,存儲器生產商們很快就會升級到DDR II技術。
同樣像石油公司不斷勘探新油田一樣,DRAM生產商也在不斷地開發(fā)新的市場,包括通信和消費電子市場在內。他們希望這樣能降低對PC市場的依存度,平穩(wěn)渡過市場振蕩期。
許多生產商都開始針對這些市場開發(fā)專門的DRAM產品。
不幸的是,隨著人們開始對各種模塊和服務器進行升級,PC市場在未來仍將是DRAM應用最主要的推動力。盡管一些生產商認為通信將成為另一個主要的推動力,但根據iSuppli公司的預測,至少在2002年,通信市場在DRAM銷售中所占的份額將仍低于2%。
生產商對消費電子市場的期望值更高。網絡設備和數字電視是DRAM應用增長最迅速的領域,但與PC市場相比,其份額仍然太小了。
但是,不論是消費電子市場還是PC市場,DRAM面臨的最大挑戰(zhàn)都是以下需求:更高的密度、更大的帶寬、更低的功耗、更少的延遲時間以及更低的價格。因此,對DRAM生產商和用戶來說,在消費電子領域中性價比還是最主要的考慮因素。
現在已經有許多公司在開始或已經開始提供專門為各種非PC應用設計的DRAM,包括短延遲DRAM(RL-DRAM)以及各種Rambus DRAM(RDRAM)。
這些專用DRAM的產量都很小,單位售價很高。因此,iSuppli相信在非PC領域內,這些專用存儲器永遠不會取代普通的SDRAM和DDR存儲器。
所以,對DRAM來說,其未來屬于低價、標準、大量生產的、面向其占最大份額的PC市場的技術。
閃存和其他非易失性存儲器
目前,非易失性存儲器技術的最高水平是閃存。如同DRAM依賴于PC市場一樣,閃存也依賴于手機和機頂盒市場。由于這些設備的需求一直不夠強勁,所以閃存目前良好的銷售情況只是季節(jié)性的,今年下半年就會降下來。
但到明年上半年,手機、數字消費產品以及數字介質的需求會比較強勁,所以閃存的前景也會變得光明一些。
盡管目前非易失性存儲器中最先進的就是閃存,但技術卻并未就此停步。生產商們正在開發(fā)多種新技術,以便使閃存也擁有像DRAM和SDRAM那樣的高速、低價、壽命長等特點。
非易失性存儲器包括鐵電介質存儲器(FRAM或FeRAM)、磁介質存儲器(MRAM)、奧弗辛斯基效應一致性存儲器(OUM)以及聚合物存儲器(PFRAM),對數據處理來說,它們都很有前途,因為它們突破了SRAM、DRAM以及閃存的局限性。
每種技術都有自己的目標市場,iSuppli公司將在下面逐一進行分析。
FRAM
FRAM是下一代的非易失性存儲器技術,運行能耗低,在斷電后能長期保存數據。它綜合了RAM高速讀寫和ROM長期保存數據的特點。
這項技術利用了鐵電材料可保存信息的特點,使用工業(yè)標準的CMOS半導體存儲器制造工藝來生產,直到近日才研發(fā)成功。但是,FRAM的壽命是有限的,而其讀取是破壞性的,就是說一旦進行讀取,FRAM中存儲的數據就消失了。
MRAM
MRAM是非易失性的存儲器,速度比DRAM還快。在實驗室中,MRAM的寫入時間可低至2.3ns。
MRAM擁有無限次的讀寫能力,并且功耗極低,可實現瞬間開關機并能延長便攜機的電池使用時間。而且,MRAM的電路比普通存儲器還簡單,整個芯片只需一條讀出電路。
但就生產成本來看,MRAM比SRAM、DRAM及閃存都高得多。
OUM
OUM是一種非易失性存儲器,可以替代低功耗的閃存。它擁有很長的讀寫操作壽命,并且比閃存更易集成。OUM存儲單元的密度極高,讀取操作完全安全,只需極低的電壓和功率即可工作,同現有邏輯電路的集成也相當簡單。用OUM單元制作的存儲器大約可寫入10億次,這使它成為便攜設備中大容量存儲器的理想替代品。
但是,OUM有一定的使用壽命,長期使用會出一些可靠性問題。
PFRAM
PFRAM是一種塑料的、基于聚合物的非易失性存儲器,通過三維堆疊技術可以得到很高的密度,但它的讀寫操作壽命有限。
PFRAM可能會替代閃存,并且其成本只有NOR型閃存的10%左右。塑料存儲器的存儲潛力也相當巨大。
今后,生產聚合物存儲器可能會變得像印照片一樣簡單,但今年才剛剛開始對這種存儲器的生產工藝進行研發(fā)。PFRAM的讀寫次數也有限,并且其讀取也是破壞性的,就像FRAM一樣。
總之,存儲器技術將會繼續(xù)發(fā)展,以滿足不同的應用需求。就PC市場來說,更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時間、更低成本的主流DRAM技術將是不二之選。
而在非易失性存儲器領域,供應商們正在研究閃存之外的各種技術,以便滿足不同應用的需求,而這些技術各有優(yōu)劣。
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