Clever Geek Handbook

すべて覚えておいてください。半導体メモリを理解する

今年の初めに「マイクロエレクトロニクスの世界で誰が誰だ」という記事を書いたとき、半導体企業の上位10社のうち5社がメモリの製造に従事しており、そのうち2社はメモリの製造にのみ従事していることに驚きました。世界の半導体メモリ市場の総量は1,100億ドルと推定されており、参加者と投資家にとって常に頭痛の種です。マイクロエレクトロニクス業界全体とともに長期的な成長を遂げているにもかかわらず、ローカルメモリ市場は非常に熱狂的です。2017年には1,300億ドル、2018年には163億ドルです。 2019年には110、2020年末までに110が見込まれています。 





世界のマイクロエレクトロニクス企業トップ10、メモリメーカーは赤で強調表示されています。
世界のマイクロエレクトロニクス企業トップ10、メモリメーカーは赤で強調表示されています。

メモリ市場のボリュームは、すべてのマイクロエレクトロニクスの3分の1に近く、上位10社の大企業では半分がメモリに従事しています。では、なぜ半導体メモリはそれほど特別なのですか？それを理解しましょう。





, . , , . , , 640 , - . , 640 . “ , ?” – . – , . , . , - , TSMC.





, , . , , , . – -, . (SRAM), (DRAM) “” (HDD SSD).





? ? , . , – . – . – . , , , , , , .





コンピューティングシステムのメモリ階層の図。相対的なメモリサイズとアクセス待ち時間が示されています。
, .

-

– -. , , . . -, , ( , ). - , . “ ” – 6T-.





SRAM6Tセル配線図
6T- SRAM

– , DRAM -, , . , , . , , SRAM : – 28, 7 5 – , SRAM . , .





6トラ​​ンジスタ静的メモリセルのトポロジのさまざまなバリエーション。 出典-G.Apostolidiset。 al。、「32nmテクノロジーにおける6T SRAMセルアーキテクチャの設計とシミュレーション」、Journal of Engineering Science and Technology Review、2016年
. — G. Apostolidis et. al., «Design and Simulation of 6T SRAM Cell Architectures in 32nm Technology», Journal of Engineering Science and Technology Review, 2016

SRAM , , Am2900 581 . , , - , , , . - . , , , SRAM : 420 , 0.3% , . – , , , - . , SRAM – . , SRAM , . , , -, , MRAM, , , Cypress – , .





– , , . , ( ) .





動的および静的メモリセルスキーム

. DRAM (Intel 1103) 1970 1024 , 16 ! , . -, , DRAM , , .





DRAM製造技術の進歩の概略図。
DRAM.

, DRAM , , .





, Intel

Intel 1968 . , . Intel , DRAM, - , DRAM, Toshiba, .





, Intel -, , Micron, , Intel Optane, .





DRAM 60-80 . NAND Flash, . DRAM – Samsung SK Hynix, Micron. – , Samsung , Micron SK Hynix , DRAM Flash. 95% , .





– , (40-50%), (15-20% ), (20-25%). , , , .





, “ ”, , HBM – high bandwidth memory. , , , , .





AMDフィジーグラフィックアクセラレーターの内部。 中央のダイは計算機自体であり、両側にHBMDRAMチップがいくつかの層に詰め込まれています。
AMD Fiji. – , – HBM DRAM.

, , – , . 16 , – Kingston Technology 80%, 2-3% . Kingston – Micron SK Hynix. Samsung , , , DRAM .





, Kingston

Kingston – , 1987 ,  SIMM- . , Kingston “” 1995 , , DRAM c 25% 80% , SSD, Kingston , 26% 8% 6% .





キングストンRAMモジュール。 ボード上のチップのパッキング密度に注意してください。
Kingston. .

Kingston - , , . , Kingston .





, DRAM Intel? 1999 Hitachi NEC Elpida, DRAM- Mitshibishi. , , , Apple. 2009 Elpida, 2012 , Micron.





DRAM flash-, .





-

SRAM, DRAM – , , . , , , - – . – . – , IBM , 2.5- HDD . , , SSD. HDD 2012, -.





さまざまな世代のハードドライブ。
.

- - , , – “”. , , , , - , – ! , - – , .





フラッシュセル構造
-

- : , . , , – .





- , , , , , . - – NOR Flash NAND Flash, . – NAND , NOR .





NORフラッシュとNANDフラッシュアーキテクチャの比較
NOR Flash NAND Flash

NOR Flash , , . NAND Flash : , , – . , - , – - ? , , , word line. NAND Flash , . , , , random-access.





, – NAND Flash NOR Flash, , : NAND – 40-60 , NOR – . ? , . NOR Flash , , NAND Flash , , , , .





, NAND Flash – , – - -. . NOR Flash – , – , , . , embedded , NOR Flash EEPROM.





: PROM

, EEPROM, – , – Read-Only Memory ROM. . ( , Intel 8086. , - - , , ? PROM (P – programmable), , , , .





– Antifuse, . : ( ), , . , , .





燃え尽きたジャンパーの記憶の出現

, , , EPROM (E – erasable) EEPROM (EE – electrically erasable). -. EEPROM NOR Flash c .





NAND Flash

NAND Flash, , , HDD , , . NAND Flash – Samsung (33% ), Kioxia ( Toshiba, 20% ), Western Digital (14%), SK Hynix (11%), Micron (10%), Intel (8%).





, , Intel, Micron -. – Western Digital, HDD, – fabless- . WD Kioxia, . WD – RISC-V, .





NAND Flash, . -, “” , , - , – , - . , - , 3D NAND , , , .





2Dおよび3DNANDフラッシュメモリの概略セクション
NAND Flash

, , , . , – , , ( , ). , , – , . , , , , 128 192 , -. - 15-20 , – 0.1-0.2 ! , GAAFET . Samsung 1 , .





, 97% . , , .





, - , , . , DRAM -, , . , , ,   EEPROM, , -.





– MRAM ( RAM), FRAM ( RAM) PCM (phase-change memory).





FRAM – . , FRAM . , MSP430, , – , 130 , – . , , FRAM, FeFET, .





MRAM , , . , – , . MRAM 2004, -. , , , MRAM , , . , , MRAM , Samsung GlobalFoundries.





PCM – , , , ( ). PCM , MRAM – , . PCM : 2012 Micron , 2014 . – Intel 2017 3D Xpoint SSD Optane (Intel) X100 (Micron). , . , SSD NAND Flash.





“ ?”

, , , . , . – , . , DRAM flash- . ?





-, - SRAM. – 16631, 16 90 , “”. , , .





-, "" 180 EEPROM, (RFID-) 16 . , , , .





EEPROM, – “-”, MRAM. – , 300 . , - , , MRAM. (, 300 ). 1 4 , 35 35/90/120/150 . MRAM, SMIC TowerJazz. , .





, – , . 122 , , – , . , , NAND flash , , . – -. , , . , , .







More articles:


All Articles