Odporová paměť s náhodným přístupem ( RRAM , ReRAM , Resistive random-access Memory ) je energeticky nezávislá paměť , kterou vyvíjí několik společností. Existují již proprietární verze ReRAM [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] . Tato technologie má určité podobnosti s CBRAM a PRAM .
V únoru 2012 Rambus koupil (absorboval) ReRAM's Unity Semiconductor za 35 milionů $.[ význam skutečnosti? ] [8] .
Základní myšlenkou je, že dielektrika, která mají normálně velmi vysoký odpor, mohou po aplikaci dostatečně vysokého napětí v sobě tvořit vodivá vlákna s nízkým odporem a ve skutečnosti se tak změnit z dielektrika na vodič. Tato vodivá vlákna mohou být tvořena různými mechanismy. Aplikací vhodných úrovní napětí mohou být vodivá vlákna buď zničena (a materiál se opět stane dielektrikem) nebo znovu vytvořena (a materiál se opět stane vodičem) [9] .
Existuje několik efektů přepínání stavu. První z nich vyžaduje jednu polaritu napětí pro operace spínání s nízkým odporem na vysoký odpor (operace resetování bitů) a opačnou polaritu pro operace spínání s vysokým a nízkým odporem (operace s nastavením bitů). Tyto efekty se nazývají bipolární spínací efekty. Naopak, existují také unipolární spínací efekty, kde obě operace (jak reset, tak nastavení bitu) vyžadují stejnou polaritu, ale různá napětí.
Další metoda klasifikace je podle typu vodivého místa. Některé efekty po přepnutí tvoří několik tenkých vláken a pouze některá z nich jsou ve vodivém stavu. Jiné spínací efekty tvoří místo vláken homogenní (jednotné) zóny. Navíc v obou případech mohou být vodivé oblasti vytvořeny jak po celé vzdálenosti mezi elektrodami, tak koncentrovány v blízkosti elektrody [10] .
To znamená, že materiál je v podstatě řízený pevný odpor se dvěma nebo více přepínatelnými úrovněmi odporu. Informace jsou čteny přivedením malého napětí na jeden konec rezistoru a měřením úrovně napětí na druhém konci. V případě dvou úrovní odporu lze rezistor považovat za řízenou propojku - s logickou 1 na vstupu je výstup buď 1 (napětí dostatečné k rozpoznání jako logická jednotka, např. více než 3 volty ) nebo 0 (napětí nedostatečné pro rozpoznání jako logická jednotka, např. méně než 2,5 voltu).
Paměťové buňky lze připojit k datovým linkám v čipu třemi způsoby: přímo, přes diody a přes tranzistory.
Paměťové buňky jsou sestaveny do klasické matice s řádky a sloupci (a vrstvami, pro vícevrstvou paměť), přičemž každá konkrétní buňka je řízena přivedením napětí na konkrétní sloupec a konkrétní řádek, v jejímž průsečíku leží cílová buňka. Protože ne všechny články mají maximální odpor (některé z nich jsou spínané vodivé, některé ne - to je paměť), tato konfigurace podléhá velkým svodovým proudům, které protékají sousedními (nevybranými) články, které jsou ve vodivém stavu, což způsobuje je velmi obtížné odhadnout odpor vybrané buňky, takže rychlost čtení bude relativně nízká. Pro zlepšení situace lze přidat další voliče, které však vyžadují dodatečné napětí a výkon. Například diody v sérii s články mohou výrazně minimalizovat svodové proudy několikanásobným zvýšením offsetu rozptylových svodových cest vzhledem k cíli (například dopředné předpětí křemíkové diody je 0,6 voltu a posunutí nejkratšího bludná dráha v dvojrozměrné a trojrozměrné matici se skládá ze tří takových diod a bude 1,8 V. Pokud je čtecí napětí nastaveno v rozsahu od 0,8 do 1,5 V, bude článek čten úspěšně a bez rušení), a diody lze zabudovat do základny paměťové buňky (článek vyrobený z křemíku, spojený s kovovými liniemi řad a sloupců, dioda může být vytvořena na přechodu kovu a křemíku), aniž by zabíraly další místo v krystal. Ve finále lze každý článek vybavit tranzistorem (ideálně MOSFET ), který zcela eliminuje parazitní svodové proudy, což umožňuje snadno a rychle vybrat konkrétní článek a bez rušení přečíst jeho stav, což jen zvýší rychlost čtení paměti , ale tranzistory budou vyžadovat další prostor v krystalu a další řídicí vedení.
Pro paměti s náhodným přístupem s maticovou topologií jsou vhodnější tranzistory, ale diody mohou otevřít cestu k vrstvení několika vrstev paměti na sebe, což vám umožní získat trojrozměrné ultrahusté balení mnoha vrstev (s adresy jako x, y, z) a odpovídajícím způsobem superkapacitní paměťové moduly, které jsou ideální pro úložná zařízení. Přepínací mechanismus (řádkový, sloupcový a selektor vrstev) může být vícerozměrný a vícekanálový a pracovat s několika vrstvami současně a nezávisle.
Zaměstnanci Kalifornské univerzity v Riverside (USA) v roce 2013 navrhli použít jako selektor místo diod samostatně sestavené nanoostrovy oxidu zinečnatého [11] [12] .
Výzkumníci z Moskevského institutu fyziky a technologie vyvíjejí technologie pro vytváření vícevrstvých polí ReRAM (obdoba 3D NAND) [13] .