英特爾和美光科技于2015年7月28日發布了3DXPoint技術英特爾稱其為自1989年NAND閃存問世以來內存技術時隔25年多取得的新突破兩家公司還利用該技術開發出了NAND閃存中比較普遍的容量為128GB的芯片

設想應用于需要快速處理大量數據的領域例如采用8K超高精細影像的游戲面部識別及語音識別等圖案匹配基因分析等

兩家公司將于2015年底向特定客戶供應樣品2016年正式開始銷售

訪問時間與DRAM相當

簡單地概括其特點可以說3DXPoint是訪問時間與DRAM相當的高密度存儲技術不過該技術也有局限性包括可擦寫次數不足以取代DRAM取代NAND閃存的成本較高等

英特爾等公布了以下三項性能1訪問時間為數十ns只有NAND閃存的1/10002可擦寫次數為數千萬接近108次是NAND閃存的1000倍3內存單元的密度是DRAM的10倍

雖然訪問時間與DRAM相當但單元密度與NAND閃存處于同等水平不過可擦寫次數與DRAM相比還有很大差距雖然大幅高于NAND閃存但用于需要擦寫1014～1015次的主存儲器還遠遠不夠

英特爾副總裁非易失存儲器解決方案事業部總經理RobCrooke表示成本將介于每GB成本在幾十～一百日元的DRAM與每GB成本為幾日元的NAND之間不過從目前來看其價格可能接近DRAM因為美光首席執行官MarkDurcan說NAND閃存的成本非常低新技術不會對其構成威脅

結構與相變存儲器專利相似

英特爾等對3DXPoint做了如下介紹1是基于2層以上交叉點結構的電阻變化型非易失性存儲器2材料以化合物為基礎3名為選擇器Selector的取代晶體管的開關技術是一大關鍵4兩家公司都從10多年以前就開始研究從2012年開始合作開發圖1a

圖1可能采用相變存儲器技術

3DXPoint的結構a和美光于2015年3月公布的基于交叉點結構的相變存儲器專利US20150074326中的元件結構b除有無中間電極等之外結構基本一致圖a由英特爾提供b中的紅字和紅框是本站記者添加的點擊放大

但是英特爾和美光并未公布具體采用了哪種非易失性存儲器技術NAND閃存以外的非易失性存儲器都屬于電阻變化型因此各新聞媒體有著各種不同的揣測

目前日經技術在線預測最有可能的是相變存儲器PCM或PCRAMPCM的原理是材料受熱量影響在非晶態和晶體態之間切換電阻值會隨之發生變化這也是英特爾和美光都擁有悠久開發歷史的技術

尤其是美光于2015年3月公開的PCM專利其結構與3DXPoint相似圖1b這項專利中的選擇器采用的技術是利用與相變存儲器材料基本相同的材料實現了電流開關功能

PCM在訪問時間可擦寫次數及單元密度等性能方面也與3DXPoint基本一致表1部分媒體認為雖然ReRAM被看好但ReRAM的瓶頸在于可擦寫次數較少還有媒體推測3DXPoint與名為CeRAM*的PCM技術接近但是CeRAM還處于開發初期并且使用不能稱作化合物的氧化鎳NiO

表13DXpoint與新一代非易失性存儲器技術群進行比較

*CeRAMcorrelatedelectronRAM將氧化鎳NiO作為相變材料的非易失性存儲技術利用量子相變性質即材料的能帶結構在金屬與半導體之間切換的性質思美公司Symetrix是目前該技術的主要開發者

而由PCM發展而來提高了數據讀取時的吞吐量等的TRAM*也有2MB的試制品3DXPoint也有可能采用這項技術

*TRAMtopologicalswitchingRAM日本產業技術綜合研究所和日本超低電壓元器件技術研究聯盟LEAP開發的非易失性存儲器技術通過優化PCM的晶體結構縮短相變時的原子移動距離等將數據讀取寫入時的吞吐量提高到了PCM的3倍