Подсистемы хранения данных
На черный день
Для того чтобы преодолеть преграду на пути увеличения плотности записи без внесения принципиальных изменений в структуру ячейки микросхемы флэш-памяти и внедрения новых технологических процессов производства полупроводниковых чипов, компания M-Systems совместно с Toshiba разработала и предложила для широкого использования технологию x2. Суть ее заключается в том, что в стандартную многоуровневую (multilevel cell - MLC) NAND-ячейку флэш-памяти можно записать удвоенное количество информации. Необходимо отметить, что сама по себе MLC-ячейка, разработанная в свое время специалистами Intel, позволяет хранить два бита информации. Это достигается тем, что StrataFlash (коммерческое название MLC-технологии) оперирует четырьмя уровнями заряда, кодирующими два бита, которые физически и содержит ячейка. Уровень заряда определяет напряжение, которое необходимо приложить к управляющему затвору, чтобы открыть транзистор. На практике, в ячейки записывался аналоговый (многоуровневый) сигнал. В итоге тип флэш-памяти MLC NAND и без того весьма популярный благодаря меньшему размеру ячейки по сравнению с классической NOR, несомненно, станет еще более распространенным. Самое важное, что к имеющимся преимуществам MLC NAND добавится возможность одновременного исполнения программного кода и долговременного хранения данных, а также возможность хранения двух битов в одной MLC-ячейке. Кроме того, поскольку флэш-память на основе технологии х2 обрела некоторые черты RAM, ей будет свойственно несколько новых возможностей. В первую очередь, поддержка режима прямого доступа к памяти (DMA), а также возможность реализации встроенных алгоритмов коррекции ошибок.
Аналогичной технологией располагает и AMD, только для NOR-памяти. Сейчас компания начала поставки образцов чипов флэш-памяти емкостью 256 Мбит, созданных с применением технологии MirrorBit. Суть последней, как и в случае с х2, заключается в записи в одной ячейке памяти двух битов информации, позволяя, таким образом теоретически добиться вдвое большей плотности записи информации, нежели в чипах флэш-памяти, использовавшихся до сих пор.
Прорыв, пусть и небольшой, обещает использование нанотрубок. Например, очень перспективной видится разработка компании Motorola, недавно продемонстрировавшей первую в отрасли 4-мегабитовую микросхему флэш-памяти, основанную на использовании так называемых кремниевых нанокристаллов - образований, напоминающих сферы (диаметр порядка 50 Ангстрем), которые размещаются между двумя оксидными слоями и способны сохранять определенный заряд, за счет чего и осуществляется запись информации. Подобное решение рассматривается многими экспертами как наиболее вероятная замена нынешней технологии, которая, по их словам, при уменьшении уровня детализации становится неэффективной (в частности, с точки зрения энергопотребления). Одна из главных проблем, решенных специалистами Motorola, - получение монодисперсных нанокристаллов оптимального размера. Тестовый массив нанокристаллов был изготовлен на 200-мм кремниевых заготовках с применением 90-нм техпроцесса (одно из достоинств технологии заключается в возможности применения существующего оборудования). Этот наномассив показал, что скорость функционирования работы флэш-памяти можно существенно увеличить, так как тунеллирование зарядов в нанокристаллы происходит значительно быстрей, чем в стандартные ячейки флэш-памяти, а уменьшение габаритов всего массива данных может положительно сказаться на скорости работы управляющей микросхемами логики.
