Samsung brengt phase change-geheugen uit

Samsung heeft zijn eerste multichip-phase change-geheugen uitgebracht. De chips zijn beschikbaar voor fabrikanten van onder meer mobieltjes. Het nieuwe geheugen moet het tragere nor-geheugen in mobiele telefoons vervangen.

Samsung toonde vorig jaar prma-chips met een capaciteit van 512MB, maar heeft zijn afzonderlijke chips inmiddels verpakt in modules die klaar zijn voor gebruik in mobiele telefoons. Deze zogeheten multichipmodules worden in de loop van dit kwartaal aan fabrikanten van mobieltjes geleverd. De modules worden gebouwd met 512Mb-chips die volgens een 4xnm-procedé zijn vervaardigd. De modules kunnen nor-chips, die van traditioneel flashgeheugen worden gemaakt, direct vervangen; zowel de verpakking als de softwarematige aansturing is compatibel.

In een later stadium zal Samsung overstappen naar een procedé waarmee de pram-chips op 3xnm kunnen worden geproduceerd. Het phase change-geheugen is zuiniger dan flashgeheugen en is daarom vooral geschikt voor gebruik in mobiele apparaten, zoals telefoons, muziekspelers en pnd's. Phase change-geheugen werkt door een legering van germanium, antimoon en titaan te verhitten; de amorfe vorm van dit materiaal verandert in een kristallijne toestand wanneer het elektrisch wordt verhit. In de kristallijne toestand verandert de hoge elektrische weerstand van de amorfe vorm in een lage weerstand: zo worden respectievelijk een 0 en een 1 gerealiseerd.

Het zeer lokaal verhitten van de geheugendomeinen in pram vergt minder energie dan het wegschrijven van gegevens in traditioneel flash-geheugen. Het aansturen van transistors in flash is bovendien trager; Samsung claimt dat het pram driemaal sneller is dan nor-flashgeheugen. Ook moet het phase change-geheugen meer lees-schrijf-cycli kunnen doorstaan.

Reacties (26)

[Voxyn]

Zou dit ook gebruikt kunnen worden in ssd's? want die gebruiken toch ook gewoon flash geheugen?

[Chappelli]

als ik het principe goed begrijp is het gebaseerd op het vloeibaar maken van een legering. het lijkt mij dat om deze legering vloeibaar te houden er continu energie aan moet worden toegevoegd. als de stroom er af is is de data dus weg. dus lijkt me niet geschikt als permanente opslag.

[SteroiD]

Klopt niet, de dataretentie gebeurt door 2 verschillende vaste toestanden.

Dit soort legeringen heeft namelijk 2 vaste vormen: amorf en kristallijn. Dit komt neer op een andere schikking van de atomen in de stofstructuur. Het handige aan deze stoffen is het grote verschil in geleidbaarheid tussen beide structuren.

Als je een gesmolten legering laat stollen, zal deze stollen in amorfe toestand. Door verhitting boven het kristallisatiepunt (maar nog onder de smelt temperatuur), wordt een kristallijne verbinding gevormd. Smelten + stollen van deze structuur zorgt voor een terugkeer naar de amorfe toestand. Dit soort stoffen wordt bijvoorbeeld ook gebruikt bij herschrijfbare CD's. (alhoewel daar de verschillende optische eigenschappen van beide structuren, en niet de elektrische een rol spelen).

Merk op dat de werking verkeerd staat in het artikel (heb ik al gemeld bij feedback):

basisvorm na stollen is de amorfe toestand, met hoge weerstand (0 waarde).
Na opwarmen krijgt men de kristallijne toestand, met lage weerstand (1 waarde).

Dit soort geheugen is dus wel echt "non-volatile". Het hoeft dus (in tegenstelling tot bvb RAM) niet constant onder spanning te staan.

[Verwijderd]

Mag hopen van niet, zou betekenen dat als je mobiel zonder prik zit al je nummer, contacten, etc weg zijn.

[Chappelli]

dit zal dan dus voor het werkgeheugen zijn en niet voor de opslag.

edit: zie verhaal van steroid hieronder ik had het dus fout.

[Reactie gewijzigd door Chappelli op 26 juli 2024 09:44]

[robvanwijk]

De modules kunnen nor-chips, die van traditioneel flashgeheugen worden gemaakt, direct vervangen; zowel de verpakking als de softwarematige aansturing is compatibel.

Oftewel, de modules die nu uitgeleverd worden zijn ook opgedeeld in pages en moeten trucjes uithalen om een enkele bit van 1 op 0 te zetten (of andersom, dat weet ik even niet zeker).
Maar zou deze techniek in principe in staat zijn om (net als bijvoorbeeld RAM en harde schijven) losse bitjes aan en uit te zetten, zonder het gedoe met pages en sectors die gereset moeten worden en dan opnieuw beschreven? Dat zou (zeker voor toepassing in SSDs, maar ook voor mobieltjes) een zeer gunstige ontwikkeling zijn.

edit:
Dit was bedoeld als reactie op het artikel zelf, niet op een andere post.

[Reactie gewijzigd door robvanwijk op 26 juli 2024 09:44]

[robvanwijk]

als de stroom er af is is de data dus weg

Volgens het Wiki artikel kan PRAM zijn data 300 keer langer vasthouden dan Flash.

[Aham brahmasmi]

als ik het principe goed begrijp is het gebaseerd op het vloeibaar maken van een legering. het lijkt mij dat om deze legering vloeibaar te houden er continu energie aan moet worden toegevoegd. als de stroom er af is is de data dus weg. dus lijkt me niet geschikt als permanente opslag.

Je begrijpt het principe niet goed.
Het artikel vertelt zoals wel vaker maar de helft van het verhaal, maar de geheugencellen worden kort (~100ns) verhit op twee mogelijke temperaturen. Bij de hoogste wordt de cel amorf met een hoge elektrische weerstand (0) en bij de lagere wordt de cel kristallijn met lage weerstand (1).
Dit is dus non-volatile geheugen waar de data in blijft staan als er geen stroom op staat.

Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/Phase-change_memory (paragraaf 'Background')

[Reactie gewijzigd door Aham brahmasmi op 26 juli 2024 09:44]

[KaWaReZ]

Je was me voor

Dit zou best wel eens de ultieme "ssd" kunnen worden als het in grotere capaciteiten gefabriceerd zou kunnen worden.

Vraag me wel af hoe het op gegeven moment met hitte-afgifte gaat zitten bij langdurig gebruik

[freaq]

inderdaad extreem interessant. 3x zo snel als flash
met nog minder energie verbruik, (betekent direct dus ook midner warmte overigends)
en meer schrijf cycli...

hoop echt dat het de beloften waarmaakt

[arjankoole]

Vraag me wel af hoe het op gegeven moment met hitte-afgifte gaat zitten bij langdurig gebruik

Ik denk dat dat reuze mee valt, het is zuiniger dan het huidige flash geheugen in gsm's, en die staan er ook niet om bekend dat ze veel hitte afgeven. Aangezien er een direct relatie is tussen warmte emissie en energie verbruik, is het veilig te stellen dat deze chips niet echt heet zullen worden.

[Permutor]

Die vraag kun je zelf beantwoorden.
Als het zuiniger is produceert het dus ook minder warmte.
En het punt hoe dat zit bij langdurig gebruik is ditto van toepassing op nor geheugen.

On topic: ik vind het een prima ontwikkeling, en ik hoop dat het zich in de praktijk gaat bewijzen.

[Verwijderd]

Aangezien dit minder energie per bewerking kost dan het nu gebruikte geheugen zal de hitte afgifte dus lager zijn.

[apa]

Zou dit ook gebruikt kunnen worden in ssd's? want die gebruiken toch ook gewoon flash geheugen?

Als ik mij niet vergis, gebruiken SSD's NAND geheugen wat een stuk performanter is dan NOR geheugen. Ik vermoed dat ook dit pram nog een stuk langzamer zal zijn dan NAND.

Naast performantie scoort NAND ook beter in de capaciteit/prijs verhouding en in levensduur als je het vergelijkt met NOR geheugen...

[MittaM]

Goede vooruitgang. Energie besparing is altijd mooi zeker met de energie vretende apparaten van tegenwoordig.

[Mr Alfabet]

Ik denk dat de energiebesparing op het stroomverbruik van het geheugen in het niet valt tegenover het energieverbruik van de cpu in zo'n mobieltje. Zeker aangezien dit soort 'duurder' geheugen vooral in de duurdere (snapdragon cpu) smartphones zal verschijnen.

[Verwijderd]

Daar zou ik niet zo zeker van zijn. CPU's kunnen super zuinig zijn, zeker in de low-end markt zijn minder krachtige procs nodig, terwijl er toch enkele megabytes aan NVRAM (meestal flash) in zit. Als hier bespaard kan worden is dat mooi meegenomen, en wellicht ook nog significant.

[Koen87]

Stop ze maar vast in de Samsung Galaxy S, dan is het helemaal een topper

[Gallant]

Denk dat je dan op de Galaxy T moet wachten;)

Het is wel opvallende dat Samsung zo voor loopt met technische ontwikkelingen, neem de wave met micro projector, de Galaxy S met de snelste 1GHz processor en super amoled scherm en ver uit de beste GPU. Ze zijn meestal de eerste me nieuwe technologieën. Apple is vaak de trendsetter voor deze nieuwe technologieën.

[Reactie gewijzigd door Gallant op 26 juli 2024 09:44]

[knirfie244]

"snelste 1GHz processor"? Hoe is deze sneller als de ondertussen tiental telefoons met de Snapdragon processor?

PRAM is een zeer mooie techniek, maar Samsung is niet de eerste die dit op de markt brengt, wel misschien de eerste die het voor een redelijke prijs doet.

[Gallant]

Die snapdragon is al weer achterhaald door deze processor van Samsung.

[Appelsap]

Apple is vaak de trendsetter voor deze nieuwe technologieën.

Weer zo'n nergens op gebaseerde opmerking over Apple producten. Laat ik er nu maar ns op happen. Apple is geen trendsetter van 'deze' nieuwe technologieën, zoals 1Ghz processoren of de beste GPU. Toen de iPhone op de markt kwam, waren er al snellere apparaten, met een hogere resolutie, meer geheugenruimte, snellere 3G verbindingstechnieken etc te krijgen. Toch kochten veel mensen een iPhone. De clue: Apple weet bestaande technieken gewoon beter op de markt te zetten. Nou ja, vooral Steve weet dat goed. Lees dit maar ns.

[Gallant]

HAHAHA, bij mij moet je zeker niet zijn met je apple bash!
Ik zeg helemaal niet dat Apple dit eerste is maar wel dé trendzetter. Als Apple het doet is de kans groot dat het hot wordt. Voorbeelden te over, je neemt zelf al de Iphone. Smartphones waren er al wel en de markt groeide wel.. dit ging al jaren zo, tot dat Apple instapten en de markt booming werd. Ik hoop dat je me punt nu snapt maar zo niet wil ik het heus wel verder uitleggen..

[springtouwtje]

Pas na 10 posts het A-woord.
Wat heeft Apple eigenlijk met Samsung geheugentechniek te maken?

[arjankoole]

Pas na 10 posts het A-woord.
Wat heeft Apple eigenlijk met Samsung geheugentechniek te maken?

Wat iedere fabrikant van mobieltjes ermee te maken heeft waarschijnlijk: ze zullen er grettig afnemer van zijn, om te gebruiken in hun eigen producten. Ik geloof dat Apple al tijden afnemer is van samsung op het gebied van schermen, cpu's (iphone en ipad) en vooral: bakken en bakken geheugen.