隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能以及第五代移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,智能互聯(lián)時(shí)代已然到來。在當(dāng)前馮諾伊曼架構(gòu)中,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用高速緩存（SRAM/eDRAM）、內(nèi)存（DRAM）和外存（Flash/HDD）三級(jí)分布。這種分級(jí)式架構(gòu)是由于當(dāng)前存儲(chǔ)技術(shù)中高速讀寫和大容量存儲(chǔ)無法同時(shí)滿足,每一級(jí)相對(duì)于下級(jí)都具有較快的速度和較低的延遲性。為了突破傳統(tǒng)的三級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu),2008年IBM公司提出了存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存的概念（Storage Class Memory,SCM）,期望寬領(lǐng)域填補(bǔ)內(nèi)存和外存之間的性能鴻溝并構(gòu)架新的存儲(chǔ)體系�；诹蛳祷衔锊牧戏蔷B(tài)與晶態(tài)間的可逆轉(zhuǎn)變特性存儲(chǔ)邏輯數(shù)據(jù),相變存儲(chǔ)器（Phase Change Random Access Memory,PCRAM）被廣泛認(rèn)為是最具潛力應(yīng)用于存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存的下一代存儲(chǔ)技術(shù)之一。傳統(tǒng)相變材料具有納秒級(jí)可逆操作速度和極高的可拓展性等優(yōu)勢(shì),但具有熱穩(wěn)定性低和高功耗等缺點(diǎn)。在器件尺寸進(jìn)一步減小的條件下,傳統(tǒng)選通單元出現(xiàn)串?dāng)_漏電等問題不適用于高拓展性相變存儲(chǔ)器單元。本論文主要針對(duì)以上幾點(diǎn),開發(fā)高數(shù)據(jù)保持力、高速、低功耗相變材料與器件以及高性能新型閾值選通材料。主要成果... 

【文章來源】：上海師范大學(xué)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)全球每年產(chǎn)生數(shù)據(jù)量估算圖 (b)2016-2020 年全球大數(shù)據(jù)市場(chǎng)收入規(guī)模預(yù)測(cè)[1] (c)2018-2019 年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)區(qū)域分布 (d)2018 年全球半導(dǎo)體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)[2]

上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論3圖1-2(a)全球主要DRAM核心商家收入及市場(chǎng)份額[3](b)2018年全球DRAM市場(chǎng)分布[4]當(dāng)前，全球DRAM存儲(chǔ)器市場(chǎng)份額主要集中在三星、海力士和美光手中，市場(chǎng)格局呈現(xiàn)寡頭壟斷態(tài)勢(shì)。而中國(guó)作為DRAM全球最大的市場(chǎng)，自給能力幾乎為0。因而，在近年來的中美貿(mào)易戰(zhàn)中，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)受到巨大沖擊，對(duì)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生較大影響。在其影響下，建立完整自主產(chǎn)業(yè)鏈的重要意義不言而喻。中國(guó)在存儲(chǔ)器領(lǐng)域的發(fā)展起步較晚，努力扮演追趕者角色。同時(shí)，國(guó)家出臺(tái)了系列相應(yīng)的政策和資金幫助和扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破艱難的局面。根據(jù)掉電后存儲(chǔ)的信息是否被抹去可分為易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器兩大類。易失性存儲(chǔ)器包括靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）。這兩種均屬于MOS型隨機(jī)讀取存儲(chǔ)器,其特點(diǎn)是速度遲緩，壽命較短，功耗低，密度大，故大多采用這種存儲(chǔ)器。而非易失性存儲(chǔ)器分為可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）、掩膜只讀存儲(chǔ)器（MaskROM）和新型存儲(chǔ)器。其中，PROM開發(fā)出只讀存儲(chǔ)器擦除只讀存儲(chǔ)器（EPROM）、電擦除只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）以及閃存（FlashMemory）等[5]。這類非易失性存儲(chǔ)器相比速度更快，壽命更長(zhǎng)，但是在掉電后所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)會(huì)丟失。不同類型的存儲(chǔ)器具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是之能夠在不同應(yīng)用環(huán)境中發(fā)揮作用。由于現(xiàn)有的存儲(chǔ)器無法同時(shí)滿足高速讀寫和大容量等性能，故采用一種多層次結(jié)構(gòu)的方法，每一層都比下一次具有更高的速度、更昂貴的成本卻更小的容量。在當(dāng)前的計(jì)算機(jī)多級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)[6]中，數(shù)據(jù)和帶寬需求不斷激增。DRAM速度快但耗電量大，而NAND和硬盤驅(qū)動(dòng)器既便宜但運(yùn)行速度較慢。這就催生了能夠結(jié)合DRAM的高速和Flash的非易失性等特點(diǎn)的新型存儲(chǔ)器的出現(xiàn)。2008年，國(guó)際機(jī)器公司（IBM）提出?

第1章緒論上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-3半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分類[5]圖1-4存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)[6]1.2新型存儲(chǔ)技術(shù)概要隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G通訊以及人工智能等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，伴隨了海量信息爆炸式增長(zhǎng)和不斷膨脹的市場(chǎng)需求，數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和便捷傳遞是當(dāng)代對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)提出的嚴(yán)格要求�；谀壳暗挠�(jì)算機(jī)存儲(chǔ)架構(gòu)，每一層相比下一層都具有更快的速度，卻伴隨了較小的容量和更昂貴的成本。在存儲(chǔ)架構(gòu)的金字塔式分層分布下，計(jì)算機(jī)性能的提升受到了每一層的制約。為了填補(bǔ)內(nèi)存和硬盤之間的性能空隙，研究技術(shù)人員期望能夠開發(fā)出一種高性能存儲(chǔ)技術(shù)，即存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存（SCM）。當(dāng)前，最具有商業(yè)前景和廣闊研究背景的新型高性能存儲(chǔ)技術(shù)主要有一下幾類：相變存儲(chǔ)器（PCRAM）、磁存儲(chǔ)器（MRAM）和阻變存儲(chǔ)器（RRAM）


本文編號(hào)：2936322