FRAM


RAM Ferroelektrik (FeRAM, F-RAM atau FRAM) adalah memori acak-akses yang miripdalam konstruksi dengan DRAM tetapi menggunakan lapisan feroelektrik bukan lapisandielektrik untuk mencapai non-volatilitas. FeRAM adalah salah satu dari semakin banyakalternatif non-volatile random-akses teknologi memori yang menawarkan fungsi yang sama seperti flash memory. FeRAM keuntungan lebih kilat meliputi: penggunaan daya yang rendah, lebih cepat menulis kinerja dan jumlah maksimum yang lebih besar(melebihi 1016 untuk 3,3 perangkat V) dari menulis-menghapus siklus. KekuranganFeRAM adalah kerapatan penyimpanan jauh lebih rendah dari perangkat flash, keterbatasan kapasitas penyimpanan, dan biaya yang lebih tinggi.

History

RAM Ferroelektrik diusulkan oleh MIT mahasiswa pascasarjana Dudley Allen Buckdalam tesis masternya, ferroelectrics untuk Penyimpanan Informasi Digital danSwitching, yang diterbitkan pada tahun 1952. Pengembangan FeRAM dimulai padaakhir 1980-an. Pekerjaan dilakukan pada tahun 1991 di Laboratorium Propulsi JetNASA pada peningkatan metode membaca, termasuk metode baru non-destruktifpembacaan menggunakan pulsa radiation.Much UV teknologi FeRAM saat inidikembangkan oleh Ramtron, sebuah perusahaan semikonduktor fabless. Salah satupemegang lisensi utama adalah Fujitsu, yang mengoperasikan apa yang mungkin adalah semikonduktor terbesar lini produksi pengecoran dengan kemampuan FeRAM.Sejak tahun 1999 mereka telah menggunakan baris ini untuk menghasilkan FeRAMsmandiri, serta chip khusus (misalnya untuk chip smart card) dengan FeRAMs tertanamdalam. Fujitsu memproduksi perangkat untuk Ramtron. Setidaknya sejak 2001 Texas Instruments telah berkolaborasi dengan Ramtron untuk mengembangkan chip FeRAMtes dalam proses 130 nm dimodifikasi. Pada musim gugur 2005, Ramtron melaporkan bahwa mereka mengevaluasi sampel prototipe dari sebuah FeRAM 8-megabitdiproduksi menggunakan proses FeRAM Texas Instruments. Fujitsu dan SeikoEpson-yang pada 2005 bekerja sama dalam pengembangan proses FeRAM 180 nm.Proyek penelitian FeRAM juga telah dilaporkan di Samsung, Matsushita, Oki, Toshiba,Infineon, Hynix, Symetrix, Cambridge University, University of Toronto, dan AntarMicroelectronics Centre (IMEC, Belgia).

Description

DRAM konvensional terdiri dari grid kapasitor kecil dan kabel yang terkait dan transistor sinyal. Setiap elemen penyimpanan, sel, terdiri dari satu kapasitor dan satu transistor, yang disebut “1T-1C” perangkat. Sel DRAM langsung skala dengan ukuran proses fabrikasi semikonduktor yang digunakan untuk membuatnya. Misalnya, pada proses 90 nm yang digunakan oleh penyedia memori yang paling membuat DRAM DDR2, ukuran sel adalah 0,22 pM ², yang meliputi kapasitor, transistor, kabel, dan beberapa jumlah “ruang kosong” antara berbagai bagian – itu muncul 35pemanfaatan% khas, meninggalkan 65% dari ruang kosong.

Data dalam DRAM yang disimpan sebagai ada atau tidak adanya muatan listrik di kapasitor, dengan kurangnya biaya pada umumnya mewakili “0”. Penulisan ini dilakukan dengan mengaktifkan transistor kontrol yang terkait, pengeringan sel untuk menulis “0”, atau mengirim arus ke dalamnya dari garis pasokan jika nilai baru harus “1”. Membaca adalah serupa di alam; transistor lagi diaktifkan, biaya pengeringan untuk penguat rasa. Jika pulsa biaya adalah melihat di amplifier, sel mengadakan muatan sehingga berbunyi “1”; kurangnya seperti denyut nadi menunjukkan “0”.Perhatikan bahwa proses ini adalah destruktif, sekali sel telah dibaca. Jika tidak memegang “1,” itu harus kembali dibebankan pada nilai itu lagi. Sejak sel kehilangan dengan sendirinya setelah beberapa waktu karena arus kebocoran, harus aktif refresh pada interval.

Para 1T-1C penyimpanan sel desain dalam FeRAM adalah mirip dalam konstruksi sel penyimpanan di DRAM banyak digunakan dalam bahwa kedua jenis sel termasuk satu kapasitor dan satu transistor akses. Dalam sebuah kapasitor sel DRAM, dielektrik linier digunakan, sedangkan pada kapasitor sel FeRAM struktur dielektrik termasuk bahan feroelektrik, biasanya memimpin zirkonat titanat (PZT).

Bahan feroelektrik memiliki hubungan nonlinier antara medan listrik diterapkan dan muatan yang tersimpan jelas. Secara khusus, karakteristik feroelektrik memiliki bentuk kurva histeresis, yang sangat mirip dalam bentuk untuk loop histeresis dari bahan feromagnetik. Konstanta dielektrik feroelektrik biasanya jauh lebih tinggi dari dielektrik linier karena efek semi-permanen dipol listrik yang dibentuk dalam struktur kristal bahan feroelektrik. Ketika medan listrik eksternal diterapkan di dielektrik, dipol cenderung menyesuaikan diri dengan arah lapangan, dihasilkan oleh pergeseran kecil dalam posisi atom dan pergeseran dalam distribusi muatan listrik dalam struktur kristal.Setelah tuduhan itu dihapus, dipol mempertahankan negara polarisasi mereka. Biner “0” dan “1” s disimpan sebagai salah satu dari dua polarisasi listrik mungkin dalam setiap sel penyimpanan data. Sebagai contoh, pada gambar “1” dikodekan menggunakan polarisasi sisa negatif “-Pr”, dan “0” dikodekan dengan menggunakan polarisasi sisa positif “+ Pr”.

Dalam hal operasi, FeRAM mirip dengan DRAM. Penulisan ini dilakukan dengan menerapkan sebuah lapangan di seluruh lapisan feroelektrik dengan membebankan piring di kedua sisi itu, memaksa atom di dalam ke dalam “up” atau “down” orientasi (tergantung pada polaritas muatan), sehingga menyimpan “1 “atau” 0 “. Membaca, Namun, agak berbeda dari pada DRAM. Transistor memaksa sel ke dalam keadaan tertentu, misalnya “0”. Jika sel yang sudah mengadakan “0”, tidak akan terjadi dalam baris output. Jika sel mengadakan “1”, kembali orientasi atom dalam film ini akan menyebabkan pulsa singkat saat ini di output seperti yang mereka mendorong elektron dari logam pada sisi “bawah”. Kehadiran pulsa ini berarti sel mengadakan “1”. Karena proses ini menimpa sel, membaca FeRAM adalah proses yang merusak, dan membutuhkan sel untuk ditulis ulang jika itu berubah.

Secara umum, operasi FeRAM ini mirip dengan memori inti ferit, salah satu bentuk utama dari memori komputer pada tahun 1960. Sebagai perbandingan, FeRAM membutuhkan daya jauh lebih sedikit untuk membalik keadaan polaritas, dan melakukannya lebih cepat.

jangan lupa juga gan,instal ini di komputer agan supaya bermanfaat sekaligus dapat dolar.jangan lupa daftar dulu ea.🙂

instal gomez di komputer anda dapatkan $45 setiap bulannya

Comparison with other systems

Density

Penentu utama biaya sistem memori adalah kepadatan komponen yang digunakan untuk menebusnya. Lebih kecil komponen, dan lebih sedikit dari mereka, berarti bahwa sel-sel lebih dapat dikemas dalam satu chip, yang pada gilirannya berarti lebih dapat diproduksi sekaligus dari wafer silikon tunggal. Ini hasil membaik, yang secara langsung berkaitan dengan biaya.

Batas bawah untuk proses skala adalah poin penting dari perbandingan. Secara umum, teknologi yang skala untuk ukuran sel terkecil akan berakhir menjadi sedikit pun per mahal. Dari segi konstruksi, FeRAM dan DRAM yang serupa, dan dapat secara umum akan dibangun di garis yang sama pada ukuran yang sama. Dalam kedua kasus, batas bawah tampaknya akan ditentukan oleh jumlah biaya yang dibutuhkan untuk memicu amplifier akal. Untuk DRAM, ini tampaknya menjadi masalah sekitar 55 nm, di mana titik muatan yang tersimpan dalam kapasitor yang terlalu kecil untuk dideteksi. Tidak jelas, apakah FeRAM dapat skala untuk ukuran yang sama, sebagai densitas muatan dari lapisan PZT mungkin tidak sama dengan pelat logam dalam kapasitor normal.

Sebuah batasan tambahan pada ukuran adalah bahwa bahan cenderung berhenti menjadi feroelektrik ketika mereka terlalu kecil. (. Efek ini berkaitan dengan “medan depolarisasi” yang feroelektrik itu) Ada penelitian yang sedang berlangsung pada mengatasi masalah kestabilan bahan feroelektrik; satu pendekatan, misalnya, menggunakan adsorbates molekuler.

Sampai saat ini, perangkat FeRAM komersial telah diproduksi pada 350 nm dan 130 nm. Model awal yang dibutuhkan sel FeRAM dua per bit, menyebabkan kepadatan sangat rendah, namun keterbatasan ini telah dihapus.

Power consumption

Keuntungan utama FeRAM dari DRAM adalah apa yang terjadi antara membaca dan menulis siklus. Pada DRAM, muatan disimpan pada kebocoran logam piring di seluruh lapisan isolasi dan transistor kontrol, dan menghilang. Dalam rangka untuk DRAM untuk menyimpan data untuk apa saja selain waktu mikroskopis, setiap sel harus secara berkala membaca dan kemudian ditulis ulang, proses yang dikenal sebagai refresh.Setiap sel harus di-refresh berkali-kali setiap detik (~ 65 ms) dan ini membutuhkankelangsungan penyediaan listrik.

Sebaliknya, FeRAM hanya membutuhkan daya ketika benar-benar membaca atau menulis sel. Sebagian besar daya yang digunakan dalam DRAM digunakan untukrefresh, jadi tampak masuk akal untuk menunjukkan bahwa patokan dikutip TTR-MRAMpeneliti berguna di sini juga, menunjukkan penggunaan daya sekitar 99% lebih rendahdari DRAM.

Tipe lain memori non-volatile adalah flash RAM, dan seperti FeRAM tidak memerlukanproses refresh. Flash bekerja dengan mendorong elektron di penghalang berkualitas tinggi isolasi di mana mereka mendapatkan “terjebak” pada satu terminal dari transistor. Proses ini membutuhkan tegangan tinggi, yang dibangun di sebuah pompa biaya dari waktu ke waktu. Ini berarti bahwa FeRAM dapat diharapkan lebih rendahkekuasaan daripada flash, setidaknya untuk menulis, sebagai kekuatan menulis diFeRAM adalah hanya sedikit lebih tinggi daripada membaca. Untuk perangkat”kebanyakan dibaca” perbedaan mungkin sedikit, tapi untuk perangkat dengan lebih seimbang membaca dan menulis perbedaan bisa diharapkan untuk jauh lebih tinggi.

Performance

DRAM kinerja dibatasi oleh tingkat di mana muatan yang tersimpan dalam sel-sel bisa dikeringkan (untuk membaca) atau disimpan (untuk menulis). Secara umum, ini akhirnya didefinisikan oleh kemampuan kontrol transistor, kapasitansi dari garismembawa listrik ke sel, dan panas yang menghasilkan listrik.

FeRAM didasarkan pada gerakan fisik atom dalam menanggapi medan eksternal, yang terjadi menjadi sangat cepat, menetap di sekitar 1 ns. Secara teori, ini berarti bahwa FeRAM bisa jauh lebih cepat dari DRAM. Namun, karena listrik harus mengalirke dalam sel untuk membaca dan menulis, penundaan listrik dan beralih kemungkinan akan sama dengan DRAM secara keseluruhan. Kelihatannya masuk akal untuk menyarankan FeRAM yang akan membutuhkan biaya kurang dari DRAM, karenaDRAM perlu mengadakan biaya, sedangkan FeRAM sudah ditulis sebelum tuduhan ituakan terkuras. Namun, ada keterlambatan dalam menulis karena tuduhan itu harus mengalir melalui transistor kontrol, yang membatasi saat ini agak.

Dibandingkan dengan flash, keuntungan jauh lebih jelas. Sedangkan operasi bacamungkin akan serupa dalam kinerja, biaya pompa yang digunakan untuk menulismembutuhkan waktu yang cukup untuk “membangun” saat ini, sebuah proses yangFeRAM tidak perlu. Flash kenangan umumnya membutuhkan milidetik atau lebih untuk menyelesaikan menulis, sedangkan FeRAMs saat ini dapat menyelesaikan penulisandalam waktu kurang dari 150 ns.

Kinerja teoritis FeRAM tidak sepenuhnya jelas. Ada 350 perangkat nm telah membacakali pada urutan 50-60 ns. Meskipun lambat dibandingkan dengan DRAM modern, yangdapat ditemukan dengan kali pada urutan 2 ns, DRAM nm umum 350 dioperasikandengan waktu membaca sekitar 35 ns, sehingga kinerja FeRAM tampaknyasebanding mengingat teknologi fabrikasi yang sama.

Overall

FeRAM tetap menjadi bagian yang relatif kecil dari pasar semikonduktor secara keseluruhan. Pada tahun 2005, penjualan semikonduktor di seluruh dunia adalah US $ 235 miliar (menurut Gartner Group), dengan akuntansi memori pasar flash untuk AS $ 18,6 miliar (menurut IC Insights). [Rujukan?] Tahun 2005 penjualan tahunan Ramtron, mungkin FeRAM terbesar vendor, dilaporkan menjadi US $ 32.700.000. Penjualan jauh lebih besar dari memori flash dibandingkan dengan NVRAMs alternatif mendukung penelitian yang jauh lebih besar dan pengembangan usaha. Flash memori diproduksi menggunakan linewidths semikonduktor 30 nm di Samsung (2007) sementara FeRAMs diproduksi di linewidths dari 350 nm pada Fujitsu dan 130 nm pada Texas Instruments (2007). Sel memori flash dapat menyimpan berbagai bit per sel (saat ini 3 di NAND tertinggi kepadatan perangkat flash), dan jumlah bit per sel flash diproyeksikan meningkat menjadi 4 atau bahkan sampai 8 sebagai hasil inovasi dalam desain sel flash. Akibatnya, kepadatan bit areal memori flash jauh lebih tinggi daripada FeRAM, dan dengan demikian biaya per bit memori flash lipat lebih rendah dari FeRAM.

Kepadatan array FeRAM mungkin meningkat dengan perbaikan teknologi proses pengecoran FeRAM dan struktur sel, seperti pengembangan struktur kapasitor vertikal (dalam cara yang sama seperti DRAM) untuk mengurangi bidang tapak sel. Namun, mengurangi ukuran sel dapat menyebabkan sinyal data menjadi terlalu lemah untuk dapat dideteksi. Pada tahun 2005, Ramtron melaporkan penjualan yang signifikan dari produk FeRAM di berbagai sektor termasuk (namun tidak terbatas pada) meter listrik, otomotif (kotak hitam misalnya, kantung udara pintar), mesin bisnis (printer misalnya, RAID kontroler disk), instrumentasi, peralatan medis, mikrokontroler industri, dan tag identifikasi frekuensi radio. Para NVRAMs berkembang lainnya, seperti MRAM, mungkin berusaha untuk memasuki pasar ceruk yang sama dalam persaingan dengan FeRAM.

Texas Instruments terbukti menjadi mungkin untuk menanamkan sel FeRAM menggunakan dua langkah masking tambahan [rujukan?] Selama pembuatan semikonduktor CMOS konvensional. Flash biasanya membutuhkan sembilan masker.Hal ini memungkinkan misalnya, integrasi FeRAM pada mikrokontroler, di mana proses disederhanakan akan mengurangi biaya. Namun, bahan yang digunakan untuk membuat FeRAMs tidak umum digunakan dalam CMOS manufaktur sirkuit terpadu.Kedua lapisan feroelektrik dipelajari dan logam mulia yang digunakan untuk elektroda meningkatkan kompatibilitas proses CMOS dan masalah kontaminasi. Texas Instruments telah memasukkan sejumlah memori FRAM ke MSP430 nya mikrokontroler dalam seri FRAM baru.

Artikel Terkait

One Response to FRAM

  1. Ping-balik: RAM « repsolhondahrc

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: