12 - PMSummit19 - 索尼 - 持久性 - 内存 - 介质

Cross Point ReRAM 技术特点

• 基于 ReRAM 材料的两种状态电动操作：金属桥（低电阻）/无桥（高电阻）；非晶（低电阻）/结晶（高电阻）
• 热操作同样实现两种状态转换
• 关键性能参数：
  • 重置电流 > 100uA
  • LRS 设置/重置电流 ~ 50uA
  • 设置/重置时间 < 100ns（HRSSetOver 600I (A)）
  • 设置时间 > 500ns（性能障碍 V (V)）
  • 小时保留时间：100年（10年）

Cross Point ReRAM 架构与操作

• 采用交叉点阵列（XP）结构，支持双极操作（正偏置设置/读取，负偏置重置）
• 单元尺寸 4F2，支持多层 CMOS 阵列下集成
• 1S1R 器件可在 10ns 内完成设置/重置
• 选择器 TEM 横截面技术已为 100Gb 级持久内存开发

性能与吞吐量目标

• 单芯片目标：
  • R/W 扇区大小 512B
  • 读取吞吐量 3.2GB/s，延迟 0.4us
  • 写入吞吐量 1.2GB/s，延迟 2us
• 8 芯片目标：
  • R/W 尺寸 4kB，读取吞吐量 25.6GB/s
  • 写入吞吐量 9.6GB/s
• 16 芯片目标：
  • R/W 尺寸 8kB，读取吞吐量 51.2GB/s
  • 写入吞吐量 19.2GB/s

功耗与封装考量

• ReRAM 功耗低于 PCM，高于 DRAM，需优化控制器功耗及小型封装热预算
• 功耗阈值：若 CTL > 5W 且 ReRAM > 1.2W，8 芯片总功耗 > 14.6W；
• 若 CTL > 8W 且 ReRAM > 1.2W，16 芯片总功耗 > 27.2W

结论

• XP ReRAM 适用于高性能持久内存应用，但需专用控制器降低总功耗
• 小型应用需关注热预算与功耗平衡