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该技术可能会替代处理器高级缓存中使用的SRAM。

本月初,由7名ArmResearch工程师组成的团队组建了一家名为CerfeLabs的初创公司,以将实验存储技术商业化,该技术在过去五年中已共同致力于科罗拉多州的Symetrix。这种技术称为CeRAM(相关电子)。他们认为,这项技术可能成为当今处理器高级缓存中使用的快速访问嵌入式SRAM的非易失性替代产品。除了能够在没有电源的情况下保存数据(SRAM不能做到)之外,CeRAM的尺寸可能比SRAM小得多,这可以减轻IC领域的问题,因为该行业具有保持缩小的晶体管的能力。到达终点。大多数半导体物理学都基于电子可以单独处理的假设。但是半个多世纪以前,内维尔·弗朗西斯·莫特(NevilleFrancisMott)指出,在某些材料中,当电子被迫聚集在一起时,“ [这些材料]会产生奇怪的东西”。以前是Arm研究部门的研究员,现在是CerfeLabs的首席技术官。 GregYeric说,其中之一是金属态和绝缘态之间的可逆转变,称为Motttransition。世界各地的实验室一直在研究氧化钒和其他材料中的这种现象,HPLabs最近描述了一种依赖此原理的类似神经元的装置。 Yeric说:“通过与Symetrix的合作,我们认为我们拥有的是相关电子开关。该材料可以切换电阻状态。这些公司正在探索各种材料,但到目前为止,他们投资最多的材料是碳掺杂的氧化镍。氧化物的自然状态是不导电的。换句话说,与原子键合的电子的允许能量状态与自由移动的能量状态之间存在间隙。但是,随着碳的掺杂,该材料成为导体。碳改变带结构以减小间隙。 Yeric解释说,从预期的氧化物到金属的这种变化是由于“相关”的。电子-电子相互作用。如果从材料中提取出足够多的电子,则效应将降低至临界点,并且能带将分裂,从而使材料再次成为绝缘体。耶里克说:“我们有一组材料表现出这种转变,并且重要的是,每一侧都具有非挥发性状态。”装置本身就是夹在两个电极之间的相关电子材料。它的结构类似于电阻式RAM,相变RAM和磁性RAM,但是复杂性不如后者。像这三者一样,它被构造在硅上方的金属互连层中。与SRAM的六个晶体管相比,它仅需要硅层中的一个晶体管即可访问它。 Yeric表示,该公司已经制造出适用于7nm CMOS工艺的器件,其尺寸和电压应可扩展,以适应未来的尖端半导体工艺节点。但是CeRAM的速度可以使其很好地替代SRAM。到目前为止,他们已经使CeRAM具有2纳秒的脉冲宽度来写入数据,这相当于处理器的L3高速缓存所需的速度。埃里克表示,他们希望提高发展速度。碳掺杂的氧化镍材料的性能也远远超过当今的非易失性存储器所能达到的性能,但尚未得到充分证明。例如,CerfeLabs已经证明该设备可以在低至1.5开尔文的温度下工作,这远远超出了任何非易失性存储器的工作温度范围,并且在量子计算控制电路的范围内。在另一个方向上,他们证明了该设备可以在最高150°C的温度下工作,并表明它仍可以在最高400°C的温度下保持其工作状态。但是这些数量受公司可用设备的限制。此外,该设备的工作原理表明CeRAM应该自然地抵抗电离辐射和磁场干扰。 Symetrix还开发了铁电RAM,并在名为FRANC的美国国防高级研究计划局(DARPA)计划的理论研究中探索了相关的电子材料,从而为新型计算奠定了基础。 Symetrix“将模型放在一起并可以预测材料”。 Arm的另一位资深首席执行官EricHennenhoefer说。 Yeric说:“系统设计人员一直在寻找改进的内存,因为几乎每个系统都在一定程度上受到它可以访问的内存的限制。” “ [Arm]讨论可能的未来技术时,我们遇到了Symetrix技术。基于这项技术的许可(非常早期和推测性的),我们最终毫不妥协地提高了嵌入式存储器的速度,密度,成本和功耗。他说CerfeLab的产品