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27nm世代の16GビットReRAMを試作
27nm世代の16GビットReRAMを試作
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DRAMとNANDの中間のストレージクラスメモリーを狙う
DRAMとNANDの中間のストレージクラスメモリーを狙う
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高速かつ大容量のReRAMの報告は今回が初めて
高速かつ大容量のReRAMの報告は今回が初めて
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抵抗変化素子の構造
抵抗変化素子の構造
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 米Micron Technology社とソニーの共同グループは、27nm世代の16GビットReRAM(抵抗変化型メモリー)を開発し、「International Solid-State Circuits Conference(ISSCC)2014」(2014年2月9~13日、米国サンフランシスコ)で発表した[講演番号19.7]。DRAMとNANDフラッシュメモリーの速度ギャップを埋めるストレージクラスメモリー(SCM)への応用を目指す。

 昨年の「ISSCC 2013」では米SanDisk社と東芝の共同グループが32Gビットの2層クロスポイント型ReRAMを発表したが、これはNANDフラッシュの置き換えを狙ったものであり、アクセスレイテンシーは読み出し時が40μs、書き込み時が230μsと遅かった。一方、高速アクセスが可能なReRAMも開発されているが、これまではGビット級の大容量品の報告がなかった。今回の16GビットReRAMは、ストレージクラスメモリーに求められる「DRAMを超える容量」と「NANDを超える高速性」を兼ね備えている。

 今回のReRAMは1Gバイト/秒のDDRインタフェースと、DRAMに近い8バンク構成のメモリーアーキテクチャーを採用した。並列動作やパイプライン型のデータパスなどによって、高速化を図っている。データ転送速度は、読み出し時が1Gバイト/秒、書き込み時が200Mバイト/秒、レイテンシーは読み出し時が2μs、書き込み時が10μsである。

 抵抗変化素子にはCuTe膜と絶縁膜の2層構造を用いており、Cuイオンの移動によって抵抗値が変化する。CBRAM(conductive-bridge memory)とも呼ばれる。メモリーセルは一つの選択トランジスターと抵抗変化素子(1T1R)から成る。27nm世代、3層Cu配線のプロセス技術で製造し、セル面積は6F2(4374nm2)とDRAMに近い構造である。チップ面積は168mm2

 今回の技術はストレージクラスメモリーへの応用を目指すものの、具体的にデータセンターのサーバーに使うのか、スマートフォンやタブレット端末に使うのかは明らかになっていない。ソニーでは幅広い用途を検討中とする。なお、今回のReRAMでは製造後に抵抗変化素子に電圧を印加し、動作可能な状態にする「フォーミング」と呼ぶ処理が必要であり、これがコスト増につながるのではないかといった声が聴講者から出ていた。