ナノスケール不揮発性メモリによるビッグデータストレージシステムの開発

利用纳米级非易失性存储器开发大数据存储系统

基本信息

批准号：
25820147
负责人：
上口光
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Chuo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-25820147/
关键词：
ストレージ不揮発性メモリ超格子構造メモリ回路

项目摘要

NAND型フラッシュメモリを超える、次世代のナノスケール抵抗変化メモリの研究開発を行った。本研究課題では、次世代ナノスケール抵抗変化メモリである、超格子構造の相変化メモリデバイスに着目して研究を遂行した。まず、メモリの動作メカニズム解明のために、超格子構造相変化メモリデバイスの測定を行い、スイッチングで消費するエネルギー、動作速度などを評価し、従来比で1/10の消費電流、数10nsオーダーのスイッチング速度を示した。また、デバイスの構造変化時に流れる電流波形を観測することにより、超格子相変化メモリデバイスの構造変化がどのようにして発現するのか、ということを詳細に調査した。更なるメモリ密度向上に向けて、多値動作に関する検討も行った。測定により、多値動作は可能であり、また、二段階パルスを与えることにより、より高精度な抵抗値制御が可能であることを示した。これらの成果をまとめて、国際会議、論文誌などで発表した。また、次世代ナノスケール抵抗変化メモリに適した周辺回路開発も併せて行った。提案した書込み、読出し回路を用いることにより、供給電圧や温度変化に対してロバストな不揮発メモリが実現できることを示した。これらの成果も、主要国際会議や雑誌論文誌などで発表した。本年度の研究成果により、本研究の最終目標である、従来デバイス比で2桁以上の性能向上、消費エネルギー1/100、10倍以上の寿命を実現する、ナノスケール抵抗変化メモリのフィージビリティを示し、量子、結晶工学、計算機・ネットワークアーキテクチャの学問分野の発展に寄与した。

我们已经对超越NAND闪光记忆的下一代纳米级耐药性变化记忆进行了研究和开发。在这个研究主题中，我们专注于具有超晶格结构的相变内存设备，这是下一代纳米级抵抗变化记忆。首先，为了阐明内存操作的机理，测量了超晶格结构相变的存储器设备，并通过切换和评估了操作速度消耗的能量，显示了当前消耗1/10，与常规模型相比，几十ns的订单的转换速度和开关速度。此外，通过观察设备结构变化期间流动的电流波形，我们详细研究了如何表现超晶格相变的结构变化。还研究了多价值操作以进一步提高记忆密度。测量结果表明，可以使用两阶段脉冲，可以进行多价值操作，并且可以通过施加更高的精度抗性控制。这些结果是在国际会议和期刊上编译和提出的。我们还开发了适用于下一代纳米级耐药性变化记忆的外围电路。已经表明，通过使用所提出的写和读电路，可以实现供应电压和温度变化的非易失性存储器。这些结果也在主要的国际会议和期刊文章中提出。今年的研究结果表明，与传统设备相比，纳米级耐药性变化记忆的可行性可实现超过两个数量级的性能提高，消耗了1/100的能源，其寿命超过10倍，并为量子，水晶工程和计算机/网络建筑的学术领域的发展做出了贡献。