Samsung раскрыл секреты сверхэкономичной архитектуры NAND
Работа «Сегнетоэлектрический транзистор для флэш-памяти NAND с низким энергопотреблением» была выполнена исследователями из Технологического института Samsung и опубликована в журнале Nature. В ней описывается конструкция сегнетоэлектрического полевого транзистора (FeFET), предназначенная для будущей 3D-памяти NAND. Она сочетает в себе сегнетоэлектрик на основе гафния с оксидно-полупроводниковым каналом и обеспечивает работу с почти нулевым напряжением, что позволяет снизить энергопотребление на 96 %.
Сначала исследователи продемонстрировали это на плоских матрицах, работающих с глубиной до пяти бит на ячейку, а затем на короткой четырёхслойной вертикальной цепочке, имитирующей трёхмерную геометрию NAND. Центральные вентили в этой структуре имеют размер 25 нанометров, как и в современных коммерческих устройствах. Группа учёных определила специфический для NAND показатель энергопотребления.
Смоделировав эти затраты для полного стека, исследователи пришли к выводу, что 286-слойное устройство на основе сегнетоэлектрической конструкции может снизить совокупную энергию, затрачиваемую на программирование и считывание, примерно на 94 % по сравнению с обычным стеком с ловушками заряда той же высоты. При использовании 1024 слоёв снижение составляет 96 %.
Эксперименты также охватывают вопросы сохранения данных и ограничений по количеству циклов. В плоском исполнении сегнетоэлектрические ячейки поддерживают широкий диапазон памяти и демонстрируют пятиуровневое программирование, хотя долговечность при такой плотности невелика. Конфигурация класса PLC выдерживает несколько сотен циклов, а эквивалентная конфигурация класса QLC — около тысячи как при комнатной температуре, так и при 85 °C. Авторы отмечают, что для производства полноценного трёхмерного массива потребуется дальнейшая разработка. Они также отмечают, что поведение оксидного канала при высокотемпературных нагрузках остаётся ключевым направлением для дальнейших исследований.
Сообщение Samsung раскрыл секреты сверхэкономичной архитектуры NAND появились сначала на Время электроники.