专家认为非易失性内存最早将于2030年代取代DRAM

专家认为非易失性内存最早将于2030年代取代DRAM 在回答媒体和行业观察家的提问时,SNIA的Arthur Sainio、Tom Coughlin 和 Jim Handy 表示,持久性内存的速度已经达到了现代 DRAM 技术的水平,SK 海力士和美光的铪铁电技术就证明了这一点。不过,他们无法直接回答哪种新兴内存技术将最终取代客户端 PC 和服务器中的 DRAM。虽然铁电存储器以快速写入周期而著称,但并不能保证它最终会胜出。这是因为 MRAM、FERAM 和 ReRAM 等多种新型存储器技术都在竞相取代 SRAM、NOR 闪存和 DRAM 等现有标准。据专家称,MRAM 与其竞争对手相比具有很大的优势,因为其读取速度"很可能在不久的将来与 DRAM 的速度相媲美"。自旋轨道力矩和电压控制磁各向异性等新技术也正在缩短 MRAM 的写入延迟时间,使其成为有朝一日可能取代 DRAM 的主要候选产品之一。然而,从 DRAM 过渡到持久性内存的一个主要障碍是制造成本。虽然 DRAM 的生产成本相对较低,但要使持久性内存在价格上具有竞争力,可能还需要数年时间。妨碍采用持久性内存的另一个问题是,它目前使用的是 NOR 闪存和 SRAM 接口,而不是 DDR。不过,这种情况在未来可能会改变,因为"任何内存技术都不可能与任何总线紧密结合"。顾名思义,非易失性内存即使在没有电源的情况下也能保留内容,这使它在某些应用中成为一笔巨大的财富。然而,专家们认为,尽管持久性内存的优势显而易见,但在不久的将来,它的广泛应用还面临着许多障碍。从目前的情况来看,我们可能不会在 2030 年代初之前过渡到这种新技术,"但也可能比那要晚得多"。 ... PC版: 手机版:

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涨价前兆 PC、手机DRAM内存将出现供应短缺 与HBM DRAM相比,通用型DRAM指的是用于手机、PC的内存芯片,这一供应短缺的信号可能预示着DRAM内存芯片的价格上涨。自2024年初以来,通用型DRAM的产能仅提升了大约10%,而智能手机、PC和服务器市场的增长率预计仅为2%到3%。全球云计算和科技公司在AI基础设施上的投资削减,也未能显著推动DRAM需求的复苏。与此同时,企业级固态硬盘(eSSD)的需求因人工智能的普及而激增,导致三星、SK海力士等主要制造商在第二季度满负荷运行其NAND生产线。铠侠也在市场条件改善后结束了减产,NAND产能利用率恢复至100%。尽管业界对通用型DRAM需求反弹持谨慎乐观态度,但这一可能性很大程度上取决于终端设备AI能力的普及程度。PC制造商和智能手机厂商,如三星和苹果,正在积极探索AI技术在各自产品中的应用,以期带动市场需求。 ... PC版: 手机版:

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苹果最早将于2026年推出可折叠设备,最终可能取代 iPad Mini 苹果公司正在考虑推出一款7英寸到8英寸的可折叠设备。该产品预计最早将于 2026 年至 2027 年推出。可能会取代8.3英寸的 iPad mini。不过,苹果也在积极开发 OLED ‌iPad mini‌,因此苹果内部对可折叠设备的性质和规格仍存在不确定性。据悉,三星 Display 和 LG Display 去年已分别向苹果公司发送了7英寸和8英寸可折叠面板的样品。 一一

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AMD的Zen 3和Zen 2 CPU易受 "Zenhammer"漏洞影响 导致内存泄漏 Rowhammer 是一个相当古老的漏洞,最初是在 2014 年通过卡内基梅隆大学和英特尔公司的合作研究发现的。该漏洞通过促使内存单元漏电来影响 DRAM 的内容,有可能使内存中的比特发生翻转,从而破坏内存中的数据。此外,它还可能导致入侵者获取敏感信息,该漏洞已扩展到 AMD 的 Zen 系统,因此现在被称为"Zenhammer"。来自苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的独立研究人员找到了一种方法,通过翻转安装在 Zen 2 和 Zen 3 系统中的 DDR4 内存中的位,通过 Rowhammer 实现来破坏内存内容。以下是他们的研究成果:尽管 DRAM 具有非线性特性,但 ZenHammer 仍能反向设计 DRAM 寻址功能,使用专门设计的访问模式来实现适当的同步,并在模式中精心安排刷新和栅栏指令,以提高激活吞吐量,同时保留绕过 DRAM 内缓解措施所需的访问顺序。研究表明,AMD 系统存在漏洞,与基于英特尔的系统类似。在成功利用秘密 DRAM 地址功能后,研究人员能够调整定时例程,并通过大量测试,将 Rowhammer 的效果整合到系统中,在 Zen 2 和 Zen 3 系统中翻转内存内容。虽然这种情况对于相对较老的 AMD 消费者来说令人震惊,但 Team Red 已经对该问题做出了快速反应,并发布了一份安全简报来解决该问题。AMD 将继续评估研究人员关于首次在 DDR5 设备上演示 Rowhammer 位翻转的说法。AMD 将在完成评估后提供最新信息。AMD 微处理器产品包括符合行业标准 DDR 规范的内存控制器。对 Rowhammer 攻击的易感性因 DRAM 设备、供应商、技术和系统设置而异。AMD 建议您与 DRAM 或系统制造商联系,以确定是否容易受到这种新变种 Rowhammer 的攻击。AMD 还继续建议采用以下现有 DRAM 缓解 Rowhammer 式攻击,包括:使用支持纠错码 (ECC) 的 DRAM使用高于 1 倍的内存刷新率禁用内存突发/延迟刷新使用带有支持最大激活计数 (MAC) (DDR4) 内存控制器的 AMD CPU原代号为"那不勒斯"的第一代 AMD EPYC 处理器第 2 代 AMD EPYC 处理器,原代号为"罗马"原代号为"米兰"的第 3 代 AMD EPYC 处理器使用配备支持刷新管理 (RFM) (DDR5) 内存控制器的 AMD CPU原代号为"Genoa"的第四代 AMD EPYC™ 处理器对于特别关注 Zenhammer 的用户,建议自行实施AMD建议的缓解措施,以避免受到该漏洞的影响。与此同时,该公司正在对情况进行评估,并提供覆盖面更广泛的更新。 ... PC版: 手机版:

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DRAM,走向3D

DRAM,走向3D 早前的DRAM可以满足业界需求,但随着摩尔定律推进速度放缓,DRAM技术工艺也逐渐步入了瓶颈期。从技术角度上看,随着晶体管尺寸越来越小,芯片上集成的晶体管就越多,这意味着一片芯片能实现更高的内存容量。目前DRAM芯片工艺已经突破到了10nm级别。虽然10nm还不是DRAM的最后极限,但多年来随着DRAM制程节点不断缩小,工艺完整性、成本、电容器漏电和干扰、传感裕度等方面的挑战愈发明显,要在更小的空间内实现稳定的电荷存储和读写操作变得日益困难。据Tech Insights分析,通过增高电容器减小面积以提高位密度(即进一步减小单位存储单元面积)的方法即将变得不可行。上图显示,半导体行业预计能够在单位存储单元面积达到约10.4E-4µm2前(也就是大约2025年)维持2D DRAM架构。之后,空间不足将成为问题,这将提升对垂直架构,也就是3D DRAM的需求。另一方面,随着数据量爆炸性增长,尤其是云计算、人工智能、大数据分析等领域对高速、大容量、低延迟内存的需求持续攀升,市场对更高密度、更低功耗、更大带宽的DRAM产品有着强烈需求。在市场需求和技术创新的驱动下,3D DRAM成为了业界迫切想突破DRAM工艺更高极限的新路径。3D DRAM,迎来新进展传统的内存单元数组与内存逻辑电路分占两侧的2D DRAM存储相比,3D DRAM是一种将存储单元(Cell)堆叠至逻辑单元上方的新型存储方式,从而可以在单位晶圆面积上实现更高的容量。采用3D DRAM结构可以加宽晶体管之间的间隙,减少漏电流和干扰。3D DRAM技术打破了内存技术的传统范式。这是一种新颖的存储方法,将存储单元堆叠在逻辑单元之上,从而在单位芯片面积内实现更高的容量。3D DRAM的优势不仅在于容量大,其数据访问速度也快。传统的DRAM在读取和写入数据时需要经过复杂的操作流程,而3D DRAM可以直接通过垂直堆叠的存储单元读取和写入数据,极大地提高了访问速度。此外,3D DRAM还具有低功耗、高可靠性等特点,使其在各种应用场景中都具有显著优势。十多年来,业界一直致力于这个方向,特别是受到3D NAND商业和功能成功的推动。迄今为止,许多3D DRAM概念已经提出并申请了专利,一些主要DRAM厂商正在进行晶圆级测试。3D DRAM技术的专利族趋势,2009年- 2023年预测走势图能看到,自2019年以来,美国申请的专利数量急剧增加,这或许意味着3D DRAM正在迎来新的进展。行业主要厂商正在逐渐加大对3D DRAM技术的开发投入,并且通过专利保护的方式为未来的市场竞争和技术主导权做准备。这种策略反映出3D DRAM技术的战略重要性和潜在的巨大商业价值。厂商,竞逐3D DRAM三星电子雄心勃勃,加速3D DRAM商业化自2019年以来,三星电子一直在进行3D DRAM的研究,并于同年10月宣布了业界首个12层3D-TSV技术。2021年,三星在其DS部门内建立了下一代工艺开发研究团队,专注3D DRAM领域研究。2022年,三星准备通过逻辑堆叠芯片SAINT-D解决DRAM堆叠问题,该设计旨在将8个HBM3芯片集成在一个巨大的中介层芯片上。图源:三星官网2023年5月,三星电子在其半导体研究中心内组建了一个开发团队,大规模生产4F2结构DRAM。由于DRAM单元尺寸已达到极限,三星想将4F2应用于10nm级工艺或更先进制程的DRAM。据报道,如果三星的4F2 DRAM存储单元结构研究成功,在不改变制程的情况下,裸片面积可比现有6F2 DRAM存储单元减少约30%。同年10月,三星电子宣布计划在下一代10nm或更低的DRAM中引入新的3D结构,旨在克服3D垂直结构缩小芯片面积的限制并提高性能,将一颗芯片的容量增加100G以上。今年早些时候,三星电子还在美国硅谷开设了一个新的R&D研究实验室,专注于下一代3D DRAM芯片的开发。能看到,三星电子聚焦3D DRAM市场,一直在开发新技术。在近日举行的Memcon 2024上,三星电子再次公布了其关于3D DRAM开发的雄心勃勃计划,并明确表示将在2030年前实现这一技术的商业化。图源 Semiconductor Engineering三星电子副社长李时宇在会上详细介绍了4F2 Square VCT DRAM及3D DRAM的研发进展,显示出三星在紧凑型高密度内存领域的领先地位。4F2 Square VCT DRAM是一种基于VCT(垂直沟道晶体管)技术的紧凑型DRAM设计。上文提到,4F2 Square VCT DRAM通过垂直堆叠技术,将DRAM单元尺寸比现有的6F2 Square DRAM减少约30%,在提高能效的同时大幅降低了单元面积。然而,实现这一技术并非易事。三星指出,4F2 Square VCT DRAM的开发需要极高的制造精度和更优质的生产材料,还需要解决新材料的应用问题,如氧化沟道材料和铁电体的研发。相较于在DRAM单元结构上向z方向发展的VCT DRAM,三星电子还聚焦在VS-CAT(Vertical Stacked-Cell Array Transistor,垂直堆叠单元阵列晶体管)DRAM上,该技术类似3D NAND一样堆叠多层DRAM。除通过堆叠提升容量外,VS-CAT DRAM 还能降低电流干扰。三星电子预计其将采用存储单元和外围逻辑单元分离的双晶圆结构,因为延续传统的单晶圆设计会带来严重的面积开销。在分别完成存储单元晶圆和逻辑单元晶圆的生产后,需要进行晶圆对晶圆(W2W)混合键合,才能得到 VS-CAT DRAM成品。据悉,目前三星电子已在内部实现了16层堆叠的VS-CAT DRAM。三星电子还在会议上探讨了将BSPDN背面供电技术用于3D DRAM内存的可能性,认为该技术有助于于未来对单个内存bank的精细供电调节。尽管东京电子预测VCT DRAM的商用化要到2027年才能实现,但三星内部对3D DRAM的商业化充满信心,计划在2025年内部发布4F2 Square工艺,并逐步推进3D DRAM的研发,预计在2030年之前推出市场。SK海力士:聚焦3D DRAM新一代沟道材料SK海力士也在积极研发3D DRAM。SK海力士表示,3D DRAM可以解决带宽和延迟方面的挑战,并已在2021年开始研究。据韩媒Business Korea去年的报道,SK海力士提出了将IGZO作为3D DRAM的新一代沟道材料。IGZO是由铟、镓、氧化锌组成的金属氧化物材料,大致分为非晶质IGZO和晶化IGZO。其中,晶化IGZO是一种物理、化学稳定的材料,在半导体工艺过程中可保持均匀的结构,SK海力士研究的正是这种材料,其最大优势是其低待机功耗,这种特点适合要求长续航时间的DRAM芯晶体管,改善DRAM的刷新特性。据透露,SK海力士将会在今年披露3D DRAM电气特性的相关细节,到时候公司将会明确3D DRAM的发展方向。美光:专利数量遥遥领先3D DRAM领域的技术竞争正在加剧。据TechInsights称,美光在2019年就开始了3D DRAM的研究工作。截止2022年8月,美光已获得了30多项3D DRAM专利。相比之下,美光专利数量是三星和SK海力士这两家韩国芯片制造商的两三倍。在2022年9月接受采访的时候,美光公司确认正在探索3D DARM的方案。美光表示,3D DRAM正在被讨论作为继续扩展DRAM的下一步。为了实现3D DRAM,整个行业都在积极研究,从制造设备的开发、先进的ALD、选择性气相沉积、选择性蚀刻,再到架构的讨论。美光的3D DRAM方案,网上并没有看到太多介绍。不过据Yole强调,美光提交了与三星电子不同的3D DRAM专利申请。美光的方法是在不放置Cell的情况下改变晶体管和电容器的形状。除此以外,Applied Materials和Lam Research等全球半导体设备制造商也开始开发与3D DRAM相关的解决方案。NEO:推出3D X-DRAM技术除了存储三巨头之外,还有行业相关公司也在进行3D DRAM的开发。例如,美国存储器技术公司NEO Semiconductor推出了一种名为3D X-DRAM的技术,旨在克服DRAM的容量限制。3D X-DRAM的单元阵列结构类似于3D NAND Flash,采用了FBC(无电容器浮体单元)技术,它可以通过添加层掩模形成垂直结构,从而实现高良率、低成本和显著的密度提升。图源:NE... PC版: 手机版:

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Intel 计划在 2022Q2 开始取消傲腾内存业务

Intel 计划在 2022Q2 开始取消傲腾内存业务 然而,据官方公告推测,Intel 计划的是取消整个傲腾产品线: 我们继续合理化我们的产品组合以支持我们的 IDM 2.0 战略。这包括评估剥离利润不足或不是我们战略目标核心的业务。经过慎重考虑,英特尔计划在其傲腾业务中停止未来的产品开发。我们致力于在过渡期间支持 Optane 客户。 英特尔于 2015 年首次宣布,该公司的 3D XPoint 内存技术被定位为 DRAM 和固态存储之间的融合。独特的位寻址存储器使用相变技术来存储数据,而不是像 NAND 技术那样捕获电子。因此,3D XPoint 提供了令人难以置信的高耐久性大约数百万次写入以及非常高的随机读写性能。 英特尔使用 3D XPoint 作为两个产品系列的基础。对于其数据中心客户,它提供了 Optane Persistent Memory,它将 3D XPoint 封装到 DIMM 中,作为传统 DRAM 的部分替代品。Optane DIMM 提供比 DRAM 更高的位密度,并结合其持久、非易失性的特性,为需要大量工作内存集并可以受益于其非易失性特性的系统(例如数据库服务器)提供了有趣的产品。与此同时,英特尔还使用 3D XPoint 作为多种存储产品的基础,包括用于服务器和客户端市场的高性能 SSD,以及用于速度较慢的 NAND SSD 的较小高速缓存。 然而,自该技术推出以来,3D XPoint 的独特属性也一直是英特尔面临的挑战。尽管设计为通过层堆叠实现可扩展性,但 3D XPoint 的每比特制造成本仍然高于 NAND,这使得该技术比更高性能的 SSD 更昂贵。与此同时,Optane DIMM 虽然填补了一个独特的利基市场,但与 DRAM 相比同样昂贵且传输速率更慢。因此,尽管英特尔努力提供一种可以跨越两个产品空间的产品,但对于无法从该技术的独特能力中受益的工作负载,3D XPoint 最终在各自的任务中不如 DRAM 或 NAND。结果,英特尔在其 Optane 业务的大部分生命周期中一直在亏损。从之前的减产来看,傲腾业务的关闭是早有预料的。 "叫好不叫座"是傲腾产品线的真实状态。

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JEDEC将于2024年第三季度最终确定LPDDR6内存规范

JEDEC将于2024年第三季度最终确定LPDDR6内存规范 LPDDR6 内存将取代现有的 LPDDR5 内存及其早在 2019 年就宣布的各种迭代版本。LPDDR5标准进入市场已将近五年。我们已经看到三星(Samsung)和美光(Micron)推出了 LPDDR5x 等产品,而SK hynix 也推出了传输速度高达 9.6 Gbps 的LPDDR5T变体。这些低功耗 DRAM 产品是智能手机、轻薄设备甚至笔记本电脑/迷你 PC 的首选。与此同时,我们已经看到 LPDDR5(X/T) 变体在一系列其他产品中的应用,最近的产品是LPCAMM2 模块,由于其模块化的小尺寸、更大的容量和更高的可升级性,LPCAMM2 模块将彻底改变 PC市场。据内存领域的业内人士透露,JEDEC 即将确定下一代 LPDDR 内存(LPDDR6)的规格。通过与半导体行业的官员交谈,Etnews 获得了以下信息:"我们进行了各种讨论,以确认 LPDDR6 标准规范,(标准规范)将于今年第三季度发布"。 "技术开发和标准讨论的目的是尽量降低功耗,因为随着数据处理量的增加,功耗也在增加"。尽管人们对 LPDDR6 及其除提高传输速率外还能提供什么知之甚少,但有报道称,新标准将大力发展片上处理和计算,其设计正是为了满足新的人工智能 PC 市场的需求,而这一市场将长期存在。一旦最终技术文档公布,我们可以预见三星、SK 海力士和美光等 DRAM 制造商将全力开发和生产采用 LPDDR6 内存标准的新产品。另据报道,LPDDR6 将首次应用于高通公司的 Snapdragon 8 Gen 4 芯片, 而此前也曾有过这样的传闻。不得不提的是,我们不太可能在 2024 年底甚至 2025 年初看到 LPDDR6 被采用。我们有可能在 2025 年底甚至 2026 年初(美国消费电子展)看到首批采用 LPDDR6 的产品。 ... PC版: 手机版:

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