腾讯数码讯（文心）据Computerworld网站报道，富士通半导体成为宣布量产一种性能是DRAM 1000倍、但像NAND闪存那样存储数据的新型内存芯片的首家厂商。
这种被称作Nano-RAM(NRAM)的新型非挥发性内存是去年首次公布的，采用碳纳米管技术。
富士通半导体计划到2018年底开发一款采用DDR4接口的定制嵌入式存储级内存模块，目标是打造一个单独的NRAM产品系列。单独内存模块将通过经销商销售。
据发明NRAM的Nantero公司称，去年全球各地有7家半导体工厂试生产NRAM。
富士通计划最初利用55纳米工艺生产NRAM，这使得最初的NRAM内存模块只能存储数MB数据。据Nantero首席执行官格雷格·夏莫古(Greg Schmergel)称，但富士通还计划利用40纳米工艺生产NRAM。
初期NRAM产品将面向数据中心和服务器，但随着时间推移，它可能会用于消费类产品，甚至应用到移动设备。夏莫古表示，由于NRAM能耗极低，不需要后台的数据擦除操作，它可能把移动设备的待机时间延长至数个月。
富士通没有表明其最初的NRAM产品是否采用DIMM设计，但夏莫古表示，另外一家制造合作伙伴的“NRAM产品将采用DIMM设计，而且兼容DDR4”。
夏莫古说，“我们还在与其他数家制造商合作，例如，其中一家就采用28纳米工艺，推出一款容量达数GB的单独内存产品。”夏莫古指的就是采用DIMM设计的这家制造商。
Computerworld表示，目前，NRAM在生产时采用二维设计，这意味着内存单元在二维平面内水平排列。但是，与NAND闪存一样，Nantero在开发一种三维多层架构的NRAM，将极大地提高存储密度。
夏莫古表示，“我们将比计划更早地采用3D设计，因为客户要求提高存储密度。我们预计每家厂商产品的存储密度都各不相同，大多数厂商生产4-8层的芯片，我们可以增加更多层数。纳米管技术不会拖存储密度的后腿。”
夏古尔说，目前NRAM生产成本约为DRAM一半，随着存储密度的提高，生产成本也将下降——这与NAND芯片产业相似。
半导体市场研究公司Objective Analysis首席分析师吉姆·汉迪(Jim Handy)在一封电子邮件中向Computerworld表示，“我的理解是，目前Nantero计划以集成在MCU(微控制器)和ASIC(专用集成电路)中的嵌入式内存方式，在市场上推出NRAM。这是一个很好的策略，因为闪存工艺落后于MCU和ASIC。”
汉迪说，“NRAM等替代性技术很有可能达到很高销量。之后，它会挑战DRAM，但是，在销量接近DRAM前，NRAM成本无法匹敌DRAM。”
据汉迪称，如果DRAM市场停止增长，NRAM将有很大的机遇，因为其市场有望以比DRAM难以企及的更低价格增长。
夏莫古表示，由于NRAM存储容量随着存储密度提高而增长，随着生产成本随规模增加而下跌，它有朝一日能取代NAND闪存，“未来数年我们将致力于与DRAM竞争，NRAM无需与NAND闪存比成本”。
NRAM针对传统闪存的一大优势是其使用寿命。闪存只能保持有限数量的编程/擦除周期——在内存开始出问题前通常是5000-8000次。支持纠错码、带有磨损均衡软件的最好的NAND闪存，使用寿命可以达到10万个编程/擦除周期。
碳纳米管强度很高——非常高。事实上，碳纳米管强度是钢铁的50倍，直径只相当于人类头发丝的5万分之一。由于碳纳米管的强度，NRAM写入次数远高于NAND闪存。据夏莫古称，NRAM的编程/擦写周期几乎是无限的。
夏莫古说，Nantero进行的测试表明，NRAM使用寿命达10的12次方个编程/擦除周期，可以读取10的15次方次数据。
2014年，日本中央大学一个研究团队的测试表明，NRAM使用寿命可以达到10的11次方个编程/擦除周期，即可以写入逾10亿次。夏莫古说，“我们预计其使用寿命是无限的。”
虽然有朝一日NRAM能取代NAND闪存，但受成本的影响，Nantero及其制造合作伙伴致力于让它取代DRAM。NRAM生产成本是传统内存的约一半。
NRAM的另外一个优势是它采用DDR4接口，因此其数据传输速率可以高达2400 Mbps，是NAND闪存的逾2倍。夏莫古表示，但是，NRAM原生读写速度是NAND闪存数千倍，瓶颈是DDR4规范。
夏莫古说，“碳纳米管开关速度以皮秒计算。”1皮秒相当于1万亿分之一秒。
由于Nantero在设计NRAM时采用了DDR4接口，速度将受到这种总线接口的限制。因此，NRAM潜在速度可能达到DRAM的1000倍。
Computerworld 称，NRAM另外一个优势是它耐极端高温。NRAM可以耐300摄氏度的高温。Nantero称，在85摄氏度环境中，NRAM能正常运行数千年，并已经在300摄氏度环境中测试了10年时间。Nantero表示，在测试中NRAM没有丢失一位数据。
NRAM工作原理
碳纳米管是由催化剂微粒(最常见的是铁元素)生长而来的。每个NRAM“单元”或晶体管由一个碳纳米管网络组成，其工作原理与其他非挥发性RAM技术相同。
相互不接触的碳纳米管呈现高电阻状态，代表“关闭”或“0”状态；当碳纳米管相互接触时，它们呈现低电阻状态，代表“开启”或“1”状态。
据汉迪称，在新型内存方面，NRAM的竞争对手有许多新兴技术，它们将在速度、耐用度和容量方面挑战NAND闪存。例如，铁电RAM(FRAM)出货量相当高；IBM开发了赛道内存；英特尔、IBM和Numonyx都开始生产相变内存；自1990年代以来，磁阻内存(MRAM)一直在开发中；惠普和海力士在开发ReRAM——也被称作忆阻器；英飞凌在开发CBRAM。
NRAM的另外一个竞争对手是3D Xpoint内存，英特尔和美光今年将推出这种产品。美光将以QuantX商标销售3D Xpoint内存(英特尔将以Octane商标销售)，QuantX的对手是NAND闪存，因为QuantX是一种大容量存储设备用内存芯片，与DRAM相比，它速度、生产成本低，但速度远快于NAND。
夏莫古说，“NRAM速度堪比DRAM，但使用寿命要长得多。”
汉迪说，“NRAM应当优于3D Xpoint，后者磨损快，写入速度远慢于读取速度。如果成本可以降低到与DRAM相似的水平，NRAM就可以取代DRAM。成本是一大问题，因为价格要接近DRAM，就需要有很高销量。这是一个先有鸡还是先有蛋的问题，一旦销量足够高，成本就会下降；如果成本可以媲美DRAM，销量就会很高。”
来源：Computerworld
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