بررسي ابعاد تکنيکي حا�?ظه Z-ram

[ARH]

در اين تاپيک قصد داريم پيرامون تکنولوژي منحصر به �?رد حا�?ظه Z-RAM بحث و گ�?تگو کنيم.

پيش از هر چيز جهت آشنايي مقدماتي با اين حا�?ظه به خبري که آقاي بطني در اين زمينه در سايت منتشر کردند نگاهي بياندازيد :

http://www.sakhtafzar.com/news/hynix-licenses-isi-z-ram-technology-for-future-dram-chips-.html

به کمک تکنولوژي‌ Z-RAM ٬ مي‌توان حا�?ظه‌هاي پرسرعتي ساخت که هر سلول آنها تنها به يک ترانزيستور نياز دارد . اين موضوع از اين بابت ارزشمند بوده و به عنوان يک حا�?ظه انقلابي از آن ياد مي‌شود که حا�?ظه‌هاي DRAM امروزي مبتني بر سلول‌هايي متشکل از يک ترانزيستور و يک خازن٬ بسيار کند بوده مصر�? توان زيادي دارند و سلولهاي SRAM سريعي که داخل حا�?ظه کش به کار مي‌روند مبتني بر سلول‌هاي شش ترانزيستوري بسيار حجيم مي‌باشند.

تحقيقات نشان داده است که حدود 83 درصد سطح Die پردازنده‌هاي گران‌قيمت در سال 2008 را همين سلول‌هاي SRAM اشغال براي حا�?ظه Cache‌ اشغال خواهند کرد و اگر به �?کر يک راه‌کار جايگزين نباشيم اين مقدار به 90 درصد در سال 2011 خواهد رسيد.

بنابر اين نياز به يک ساختار حا�?ظه که در وحله اول ساده‌تر از سلول‌هاي SRAM بوده و در وحله دوم سريع‌تر از سلول‌هاي DRAM باشد و در وحله سوم ٬ �?راوري ساخت آن چندان مت�?اوت با �?راوري ساخت حا�?ظه‌هاي �?علي نباشد٬ يک نياز اساسي است که مهندسين سويسي شرکت innovative silicon در سال 2005 با ابتکاري به نام Z-RAM سر نام Zero Capacitance Dynamic Random Access Memory به اين نياز پاسخ داده و در سال 2007 برنده Award ه master of memory از IEEE Spectrum شدند ٬ طي همين دو سال اينقدر طرحشون رو توسعه داند که hynix باهاشون قرار داد همکاري بست و به زودي اين نوع حا�?ظه ها رو در بازار جايگزين تراشه‌هاي DRAM متداولي که روي ماژول‌هاي حا�?ظه DDR2 يا DDR3 نصب مي‌شوند ٬ خواهند شد.

در ادامه قصد دارم بيشتر وارد جزئيات مطلب مي‌شم و نحوه عملکرد سلول‌هاي Z-RAM با يک و �?قط يک ترانزيستور رو تشريح خواهم کرد.

http://www.spectrum.ieee.org/images/jan07/images/wsemiinfo.gif

[mahmood]

ممنون... جالب بود.
دو تا مطلب وجود داره... 1) هموشمند بودن این سلول ها به چه معنی است؟ 2) از نظر توان مصر�?ی من �?کر می کنم مصر�?ش بیشتر از dramها باشه چون اختلا�? مقدار جریان برای تشخیص 0 و 1 بیشتر از تکنولوژیهای قبلی است

[ARH]

ممنون... جالب بود.
دو تا مطلب وجود داره... 1) هموشمند بودن این سلول ها به چه معنی است؟ 2) از نظر توان مصر�?ی من �?کر می کنم مصر�?ش بیشتر از dramها باشه چون اختلا�? مقدار جریان برای تشخیص 0 و 1 بیشتر از تکنولوژیهای قبلی است

سلام محمود جان

خوشم اومد واقعا روي نکات کليدي دست گذاشتي :D حقيقت ذکر واژه "هوشمندي" در عنوان اين مقاله بيشتر به واسطه ا�?زايش حذبه‌هاي اون بوده ٬ اما خوب من خودم اين طور تعبيرش مي‌کنم که با اين تکنولوژي خوب ترانزيستور به تنهايي قادر به ذخيره‌سازي اطلاعات خواهد بود ٬ بدون هيچ واسطه يا اشتراکي .

اما در مورد مصر�? توان :
شما �?کر مي‌کني جرياني حاصل از آزادسازي حامل‌هاي ذخيره شده در خازن اختصاصي DRAM با اين عظمتي که به خودش اختصاص داده بيشتر هست يا جرياني که تحت تاثير حامل‌هاي داخل خازن پارازيت ترانزيستور ذخيره شده ؟

http://www.sakhtafzar.com/fileupload/image/zram/5.jpg

براي اينکه شما بخواي يک سلول DRAM‌ رو بخوني ٬ اول بايد ترانزيستورش رو روشن کني ٬ که اين خودش مصر�? توان داره ٬ بعد بايد منتظر بشي تا محتويات خازن‌ش بره تو با�?ر ٬ بعد با�?ر رو آمپليتود کني بعد Comparator است�?اده کني تا مقدار ذخيره شده خوانده بشه.
اما براي اينکه بخواي ZRAM رو بخوني٬ �?قط کا�?ي ترانزيستور ZRAM‌ رو روشن کني ٬ بعد جريان عبوري از کاناش رو Compare کني (در مد جريان) .

يک مسئله ديگه هم هست و اون اينه که ZRAM ها روي وي�?ر‌هاي SOI ساخته مي‌شوند که به مراتب جريان نشتي کمتري از DRAM ها که روي وي�?رهاي bulk Silicon ساخته مي‌شوند دارند. چراش رو از Fazan بشنويم :
Fazan says. As transistors shrink, they increasingly leak current, even when they are turned off. But the insulation in SOI wafers blocks a major pathway for that current, thus reducing the power that transistors draw by 30 percent
when they’re switching and 50 percent to 90 percent when they’re not


به لط�? همين نشتي کمتر SOI٬ حا�?ظه‌هاي ZRAM به مراتب نياز کمتري نياز به Refresh‌ شدن در مقايسه با DRAM‌ ها دارند که اين خودش مي‌تونه �?اکتور مهمي در کاهش مصر�? توان باشه :

Gen2 uses considerably less power—75 percent less to read and 90 percent less to write. Part of the power savings comes
because Gen2 cells hold their data longer. ZRAM is similar to DRAM in that over a period of time the cell will inevitably lose its data. That is, 1 and 0 will become indistinguishable. For that reason, an array of Z-RAM must periodically be refreshed by reading and rewriting the data, a subtle but persistent drain on power. But Gen2 requires fewer refreshes, because it takes about 8 seconds to lose its bit, and that’s 10 times as long as Gen1 or DRAM takes.

[ARH]

متاس�?انه ه�?ته‌نامه علم‌روز اين مقاله رو بدون ذکر نام نويسنده و علارقم مخال�?ت‌هاي مديران سايت٬ در شماره ه�?ته گذشته خودش چاپ کرده بود که با پي‌گيري‌هاي صورت گر�?ته قرار شده در اين ه�?ته اصلاحيه تو نشريه چاپ کنند :

[mahmood]

درست...
توی سایت inovativesilicon هم مقایسه خوبی کرده http://www.innovativesilicon.com/technology_overview.php