П'ять новітніх технологій пам'яті

28 сентября 2023 г., 16:45

Два аналітики з напівпровідників написали звіт Emerging Memories і припустили, що MRAM має хороші перспективи для заміни SRAM і NOR flash у периферійних обчислювальних пристроях, які потребують обробки та аналізу даних у режимі реального часу.

Том Кофлін (Tom Coughlin) з Coughlin Associates і Джім Хенді (Jim Handy) з Objective Analysis підготували 272-сторінковий аналіз із 30 таблицями перспектив розвитку п’яти нових технологій пам’яті: MRAM, пам’ять зі зміною фази (PCM), сегнетоелектрична RAM (FERAM), резистивна пам’ять, RAM (ReRAM) і NRAM/UltraRAM. Зазвичай це енергонезалежні пам’яті зі швидкістю доступу до даних DRAM і планами збільшення щільності, які обіцяють вийти за межі масштабування NAND і NOR і споживати менше електроенергії, ніж постійно оновлювані DRAM і SRAM.

Кофлін пише: «З розвитком Інтернету речей і дедалі більшою кількістю пристроїв, що проводять вимірювання даних, які раніше не вимірювалися, світові потреби в обробці даних зростатимуть експоненціально, включаючи навчання штучного інтелекту та висновки з використанням даних із цих пристроїв. Це зростання не буде відповідати збільшенню пропускної здатності зв’язку, незважаючи на впровадження нових бездротових стандартів, таких як 5G».

Це означає, що дані потрібно буде обробляти там, де вони генеруються, і де мають застосовуватися результати аналітики – на периферії IoT.

Комунікаційні зв’язки між периферійними сайтами та віддаленими ЦОД будуть надто повільними, пише Кафлін, щоб віддалені ЦОД могли виконувати роботу в межах реального та майже реального часу.

Intel зробила найрішучішу спробу популяризувати нову технологію пам’яті за допомогою Optane 3D-XPoint на основі технології PCM. Це не вдалося через складність програмних потреб і вартість. Витрати на виробництво чіпів Optane в основному складаються з вартості виробничого обладнання та матеріалів, поділеної на кількість вихідних чіпів.

Виробництву напівпровідників властиво, що чим вищий обсяг продукції, тим нижча вартість.

З Optane Intel могла б оцінити свої чіпи на основі набагато вищої продуктивності та продати їх більше, але вона б записала збитки, хоча вартість була б астрономічно високою. Це нова пастка витрат на виробництво пам’яті. Великий обсяг продажів вимагає низьких цін на основі великого обсягу виробництва на дорогому заводі. Але постачальник починає з низького обсягу виробництва, що означає високі витрати на чіп, і повинен нести збитки, доки обсяг продажів не зросте настільки, щоб виправдати збільшення обсягу виробництва, що знижує витрати на чіп.

Немає гарантії, що обсяги продажів зростуть достатньо, тому виробник може з часом продати достатньо мікросхем, щоб виправдати збільшення виробництва. Цього не сталося з Optane, і Intel і її виробничий партнер Micron вийняли штепсель з розетки і вбили продукт.

Жодна з п’яти нових технологій пам’яті, визначених Кофліном і Хенді, не є новою в часовому відношенні, але жодна з них ще не подолала прірву й не стала масовим виробництвом. Ці двоє вважають, що MRAM і його близький двоюрідний брат STT-RAM мають провідні шанси стати широко використовуваними, причому MRAM має найбільший шанс.

За їхніми оцінками, у 2022 році було вироблено 133 ТБ MRAM, що принесло 118 мільйонів доларів доходу, і виробництво може зрости до 4,56 EB у 2033 році та доходів у 980 мільйонів доларів. У той час доходи від DRAM та NAND були б значно вищими, з DRAM на суму близько 100 мільярдів доларів.