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8Gbitの相変化メモリが実現」記事へのコメント

  • 相変化のために熱を発生させないといけないみたいなんだけど、
    これって集積すればするほど熱問題で頭を悩ますことになるんじゃないの?
    電力消費もバカにならないだろうし。
    相変化を起こすための熱をどれだけ抑えられるかがポイントなのかね。

    と ReRAM 推進派が煽ってみる

    • 微細化すればするほど、相変化の為の熱量は減るのであまり問題にならないのでは?
      コップ一杯の水を沸騰させるより、おちょこ一杯の水を沸騰させる方が楽なように。
      • by sei5 (45140) on 2012年02月23日 14時22分 (#2104901)

        PC watchの記事には、
        ・原理的には、10nmを切る寸法まで微細化しても…
        ・製造技術を20nm…設計ルールをFとすると、…試作したメモリセル面積は「4×(Fの2乗)」…
         最先端DRAMのメモリセルの大きさは「6×(Fの2乗)」
        ・書き換え時間…100ns…150ns…。書き換えに必要な電流は100μA…」
        とあります。

        原理動作の限界に近いサイズで試作しており、セル面積がDRAMより小さい=劇的な微細化はあまり期待出来ないことを意味しています。
        動作電圧と、必要な電流がセル1個当たりかどうか、論文を確認していませんが、チップ全体で100uAという事は無いでしょう。 とりあえず動作電圧 1 mV で丼勘定すると、もし100nsecで100uA/cellだったら、連続書き換えで 1 W/cell になってしまいます。
        まぁ、"連続書き換え"の前提が非現実的ですが、8Gbitで 8 GW。聞いた事の無い電力(笑)

        SSDを作るとして、SATA3 (6 Gbps)の連続書き込みで 60 kW (8B10Bやオーバヘッドを無視)。
        2.5インチのSSDの大きさでは、ちょっと非現実的な数値で、計算の前提が間違っていると信じたいです。

        専門の方、いらっしゃいましたら、解説をお願い致します。

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        • by glasstic (32934) on 2012年02月24日 1時36分 (#2105285) 日記

          書き換えに必要な電流は普通は1セルあたりで書きます。
          ただし、同時に書き換えられるセル数には制限があるので、8Gbitだからと言って8G倍の消費電流にはなりません。

          1.8V、100uAだとすると、セル1個当たりの書き込み電力が1.8V*100uA=180uW。
          ただ、昇圧して使ってるだろうから、実際にはこの何倍か必要。
          (とりあえずn倍とする。IEEExploreでまだ引っかからなかったので。)
          250nsで連続書き換えできると仮定すると、セル1個当たりの書き込み速度が1bit/250ns=4Mb/s。
          128個のセルを同時に書き換えるなら、180uW*n*128=23mW*n と 4Mb/s*128=64MB/s。

          2.5インチのSSDを作るとしても、同じ速度の場合でNANDフラッシュよりは消費電力下がるんじゃないですかね。
          他の次世代メモリ(STT-MRAMとかReRAMとか)より帯域あたりの消費電力高そうなのは確かですが。

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        • by kogd9 (45248) on 2012年02月23日 15時33分 (#2104966) 日記
          電圧は1.2Vですね。
          100μAですと0.0000012W、仮にずっと通電しても0.0000012W/hが1セルあたりの消費電力では?
          ※書き換え時間は冷却安定のマージンも見込んだ時間なので、ずっと通電している訳ではないです。

          128bitまたは256bitパラレルで書き換え可能とあるので、総cell数を消費電力に掛けてもいけません(^^;
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        • by vax730 (32985) on 2012年02月23日 22時56分 (#2105244)

          下の #2104998 が紹介している
          http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/semicon/20120126_507306.html [impress.co.jp]
          によれば,エルピーダは相変化では最低でも100uAは必要だから,抵抗変化にしたと書いてあります。
          やはり,1cell 100uAは大きいのかもしれません。

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        • by haf2 (42495) on 2012年02月23日 15時59分 (#2104984) 日記
          動作電圧を1Vとすると1アクセスあたりの消費電力は100μA*1Vで100μWです。

          100ns間隔で休まずアクセスすると100μW/100nsで 1mWです。

          また、1回のアクセスで活性化するcellの数は数百程度のはずなので、全体では数百mw程度のはずです。
          適当に計算したから間違ってるかもしれないですが。
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        • by Anonymous Coward

          >計算の前提が間違っていると信じたいです。

          計算の前提が間違っています。 8Gbitのメモリは8Gbitを一度に書き換えられるメモリではありません。
          100μAというのが何の電流を指しているかは良くわかりませんが、最大電流が流れる時間=アクセス・タイムorサイクル・タイムでもありません。

          不確かな推測に基づく談義は別として、消費電流・電源関係で本当に気になるのはPC Watchの記事に載っているチップ写真の「PUMPs」、「DC」と表記されているブロックが巨大なことです。 これらは書き込み用の昇圧回路(チャージポンプ、昇圧用コンデンサ)等と思われますが、とにかく大きい。 それだけ強力な電源が必要ということは、書き込み電流も大きいという推測が成り立ちます。
          他の周辺回路もかなり大きめで、チップに占めるメモリ・セルの割合(面積)が異様に小さいのですが、PRAMでは必然的にこうなってしまうものなのでしょうか?

          • by sei5 (45140) on 2012年03月06日 14時11分 (#2112260)

            ご指摘ありがとうございます。
            確かに、8Gbitを一度に書き換えする事はあり得ませんし、メモリのサイクルタイムを考えると、相当に遅くなる事は確かでした。全体の発熱量はちょっと大きいのでは?という単純な疑問から、あえて最大の数値を捻出するよう努力してしまいました。

            いまだに原典に当たっておらず不確かな推測ですが。。。
            「昇圧回路」について、他の方も発熱量の計算に1V台の数値を書いていますが、nm単位のサイズのセルをusec以下の熱的緩和時間で、bit毎に書き換えするのですから、ヒーターに1Vも掛ける事は無いような気がします。

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