Clever Geek Handbook

Ingat semuanya. Memahami memori semikonduktor

Ketika saya menulis artikel “Siapa Siapa di Dunia Mikroelektronika” di awal tahun , saya terkejut bahwa di sepuluh besar perusahaan semikonduktor, lima terlibat dalam produksi memori, termasuk dua - hanya dalam produksi memori. Total volume pasar memori semikonduktor global diperkirakan mencapai $ 110 miliar dan selalu membuat pusing para partisipan dan investor, karena terlepas dari pertumbuhan jangka panjang bersama dengan seluruh industri mikroelektronika, pasar memori lokal sangat demam - 130 miliar pada 2017, 163 pada 2018. 110 pada 2019 dan 110 diharapkan pada akhir 2020. 





10 perusahaan mikroelektronika dunia teratas, produsen memori disorot dengan warna merah.
10 perusahaan mikroelektronika dunia teratas, produsen memori disorot dengan warna merah.

Volume pasar memori mendekati sepertiga dari semua mikroelektronika, dan di sepuluh perusahaan terbesar, setengahnya bergerak di bidang memori. Jadi mengapa memori semikonduktor begitu istimewa? Mari kita cari tahu.





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





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





? ? , . , – . – . – . , , , , , , .





Diagram hierarki memori dalam sistem komputasi, dengan ukuran memori relatif dan latensi akses.
, .

-

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





Diagram Pengkabelan Sel SRAM 6T
6T- SRAM

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





Variasi yang berbeda dari topologi sel memori statis enam transistor. Sumber - G. Apostolidis et. al., "Desain dan Simulasi Arsitektur Sel 6T SRAM dalam Teknologi 32nm", Jurnal Tinjauan Sains dan Teknologi Teknik, 2016
. — 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 – , .





– , , . , ( ) .





Skema sel memori dinamis dan statis

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





Diagram skematis kemajuan teknologi produksi DRAM.
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. , , , , .





Bagian dalam akselerator grafis AMD Fiji. Die pusat adalah komputer sebenarnya, di kedua sisi ada chip DRAM HBM yang dikemas dalam beberapa lapisan.
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% .





Modul RAM Kingston. Perhatikan kepadatan pengepakan chip di papan tulis.
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, -.





Generasi hard drive yang berbeda.
.

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





Struktur sel flash
-

- : , . , , – .





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





Perbandingan arsitektur NOR Flash dan NAND Flash
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, . : ( ), , . , , .





Munculnya memori pada jumper yang terbakar

, , , 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 , , , .





Bagian skema memori Flash NAND 2D dan 3D
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