En 2013, el fabricante Crossbar anunció la producción del primer ReRAM chips, también llamados RRAM o RAM resistiva, con los que prometían un hasta 100 veces mejor rendimiento que la memoria RAM tradicional de la época. En este artículo, le diremos qué es ReRAM, cómo funciona en comparación con la memoria tradicional que todos usamos ahora y qué le sucedió para estancarse.

Como bien sabes, el hecho de que la tecnología actual evolucione y mejore su eficiencia y rendimiento no significa que no se exploren alternativas que puedan cambiar por completo el hardware tal y como lo conocemos. Una de estas alternativas es la memoria resistiva, que combina las ventajas de las memorias NAND y DRAM en un solo producto, ofreciendo notables mejoras de rendimiento, pero que por alguna razón no ha llegado al mercado.

¿Qué es ReRAM, RRAM o memoria resistiva?

ReRAM es un tipo de memoria no volátil (y esta es una de las diferencias con la RAM habitual, que es volátil y significa que cuando deja de estar alimentada se pierden los datos que contenía) que combina, como ya lo hemos hecho. dijo, las ventajas de las memorias DRAM y NAND en un solo producto. Se compone de tres capas: una superior (electrodo metálico), una inferior (electrodo no metálico) y una central que actúa como si fuera un interruptor que determina qué bit se almacena (unos y ceros, siendo un 1 conectado y un 0 no conectado).

RRAM funciona cambiando la resistencia utilizando un material dieléctrico semiconductor también conocido como memristor, de una manera similar a CBRAM (RAM de puente conductor) y PCM (memoria de cambio de fase).

ReRAM funciona de manera diferente a como funcionan NAND o RAM. A diferencia de la memoria NAND, esta tecnología no utiliza transistores para almacenar carga, sino que utiliza un diseño en capas para almacenar datos. Una celda RRAM tiene tres capas con un dieléctrico en el medio que determina si la celda almacena un cero o uno.

La capa superior tiene un electrodo metálico mientras que la capa inferior tiene un electrodo no metálico, por lo que la capa superior es capaz de donar iones metálicos a la capa inferior creando un filamento conductor entre los dos electrodos cuando el dieléctrico lo permite, y así es como cambia de estado entre un valor de almacén de datos y otro.

Este tipo de memoria simplifica enormemente la complejidad del controlador, por lo que también es mucho más económico de fabricar utilizando materiales muy comunes, al no estar hecho de transistores (lo que a su vez simplifica su diseño) y teniendo menos consumo (hasta 20 veces menos que NAND ), con mayor longevidad (10 veces más que NAND) y también con la posibilidad de apilarlo para aumentar considerablemente la densidad.

Además, una de las principales ventajas de diseño de esta tecnología es que el nivel de voltaje requerido es menor que el de otras tecnologías, reduciendo así el consumo y haciéndola muy atractiva para sistemas eléctricos o de bajo consumo. La lectura de la memoria es resistiva como sugiere el nombre, lo que también simplifica el circuito de lectura de la celda de memoria.

¿Por qué no se ha implementado esta memoria en el mercado?

Como hemos visto, ReRAM parece tener solo ventajas y no desventajas, ya que tiene mejores prestaciones, menos consumo y además es más económico de fabricar. Dicho esto, es inevitable preguntarse qué está pasando para que no esté ya establecido en el mercado, y para responder a esta pregunta hay que mirar hacia atrás para conocer la historia de su desarrollo.

En 2012, Rambus adquirió una empresa RRAM llamada Unity Semiconductor; Panasonic lanzó un kit de evaluación ese mismo año para que los fabricantes pudieran probar su funcionalidad, pero no fue hasta 2013 que Crossbar presentó el primer prototipo en forma de almohadilla capaz de almacenar 1TB de información (y recuerde que fue en 2013 cuando 1TB de almacenamiento era un escándalo) que empezaba a cobrar impulso y acaparar el interés de los fabricantes. La empresa ha anunciado que ya tiene prevista la producción en masa de este recuerdo para 2015.

El problema es que los fabricantes no parecen estar de acuerdo sobre la mejor combinación de materiales para fabricar este tipo de memoria. El kit de evaluación inicial de Panasonic usó óxido de tantalio 1T1R (1 transistor – 1 resistencia) como arquitectura de celda de memoria, mientras que el prototipo Crossbar usó una estructura de memoria Ag / a-Si-Si que parecía un CBRAM pero basada en plata. Desde entonces, hemos visto bastantes prototipos de ReRAM basados ​​en diferentes materiales eléctricos, desde perovskitas (PCMO), óxidos de metales de transición (NiO o TiO2) hasta calcogenuros de cambio de fase (Ge2Db2Te5).

Por ahora, se sigue discutiendo la terminología y la aplicabilidad de un memristor a cualquier dispositivo físico. Aún se discute que los elementos de conmutación resistivos RRAM están cubiertos por la teoría actual de los memristores, y a esto hay que agregar que no son pocas las empresas que aún están desarrollando su ingeniería, por lo que en definitiva, ninguna empresa lo está. modelo definitivo que puede producirse en masa para su uso en dispositivos reales.

Aunque esta tecnología se considera una reemplazo de memoria flash (sin RAM), la relación costo / beneficio y el rendimiento de producción de ReRAM no han sido probados para que las empresas consideren hacer un cambio o comenzar la producción en masa. Existe una larga lista de materiales, como decíamos, que se pueden utilizar para hacer este tipo de memoria, y como a cada momento hay descubrimientos de nuevas tecnologías o nuevos materiales para ello, por ello. Momento no concuerdan y por esto aún no está fabricado.

Por F. Tips

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