Faasimuutosmuisti
Räisänen, Otto (2016)
Kandidaatintyö
Räisänen, Otto
2016
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2016111729013
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2016111729013
Tiivistelmä
Viime vuosikymmenen aikana uusien muistiteknologioiden tutkimus on lisääntynyt huomattavasti. Nämä teknologiat voivat mahdollistaa useita kertaluokkia nopeammat muistilaitteet nykyisiin Flash-muisteihin verrattuna. Tässä työssä tarkasteltava PRAM, eli faasimuutosmuisti, on yksi lupaavimmista uusista teknologioista. Työn tavoitteena on selvittää kirjallisuustutkimuksen muodossa, pystyykö PRAM-muisti korvaamaan Flash-muistin varastomuistina tärkeimpien ominaisuuksien perusteella. Työssä tarkasteltavat ominaisuudet ovat kirjoitus- ja lukuaika, syklikestävyys, datan säilyvyys, skaalautuvuus ja bittitiheys. Työssä perehdytään PRAM- ja Flash-muistien toimintaperiaatteisiin ja rakenteisiin. Molempien muistityyppien ominaisuuksia käydään läpi ja verrataan toisiinsa. Työssä esitetään myös vaihtoehtoisia sovelluskohteita PRAM-muistille, kuten PRAM-muistiin pohjautuva keskusmuisti ja universaali muisti.
Työssä havaitaan, että PRAM-muisti on useilta ominaisuuksiltaan, kuten luku- ja kirjoitus-ajoiltaan sekä kestävyydeltään, huomattavasti Flash-muistia parempi. PRAM-muistin skaalautuvuutta vaikeuttavat muistisolun ohjelmointiin vaadittavat suuret virrat, jotka aiheuttavat rajoituksia muistin tiheyden kasvattamiseen ja 3D-rakenteen valmistamiseen. Tutkimuksen johtopäätöksenä on, että PRAM-muisti on todella lupaava ominaisuuksiensa puolesta. Lisätutkimusta kuitenkin vaaditaan, jotta se voisi korvata Flash-muistin. During the last decade, research of new memory technologies has increased considerably. These technologies can allow memory devices that are orders of magnitude faster than current Flash memory devices. One of the most promising new technologies is PRAM-memory, which is studied in this work. The purpose of this thesis is to find out if PRAM can replace Flash, based on their most important features. This thesis is done as a literature research. The features reviewed in this thesis are read and write time, endurance, retention, scalability and memory density. The working principles and structures of both technologies are also studied in this thesis. The features of both memory types are reviewed and compared to each other. Alternate applications for PRAM such as main memory and universal memory are also presented.
In this thesis it is found that PRAM has many considerably better features, such as read and write times and endurance, compared to Flash memory. The scalability of PRAM is hindered by large currents that are needed for programming of the memory cell, which causes limitations on memory density and manufacturing of a 3D-structure. The conclusion of this thesis is that PRAM has very promising features. However, in order to replace Flash memory, further research is needed.
Työssä havaitaan, että PRAM-muisti on useilta ominaisuuksiltaan, kuten luku- ja kirjoitus-ajoiltaan sekä kestävyydeltään, huomattavasti Flash-muistia parempi. PRAM-muistin skaalautuvuutta vaikeuttavat muistisolun ohjelmointiin vaadittavat suuret virrat, jotka aiheuttavat rajoituksia muistin tiheyden kasvattamiseen ja 3D-rakenteen valmistamiseen. Tutkimuksen johtopäätöksenä on, että PRAM-muisti on todella lupaava ominaisuuksiensa puolesta. Lisätutkimusta kuitenkin vaaditaan, jotta se voisi korvata Flash-muistin.
In this thesis it is found that PRAM has many considerably better features, such as read and write times and endurance, compared to Flash memory. The scalability of PRAM is hindered by large currents that are needed for programming of the memory cell, which causes limitations on memory density and manufacturing of a 3D-structure. The conclusion of this thesis is that PRAM has very promising features. However, in order to replace Flash memory, further research is needed.