【次世代メモリ】次世代メモリ技術の最有力候補はPCMとMRAM、ReRAM
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□次世代メモリの立ち位置を再確認する
2018年8月に米国シリコンバレーで開催された、フラッシュメモリとその応用製品に関する世界最大のイベント「フラッシュメモリサミット（FMS：Flash Memory Summit）」でMKW Venture Consulting, LLCでアナリストをつとめるMark Webb氏が、「Annual Update on Emerging Memories」のタイトルで講演した半導体メモリ技術に関する分析を、シリーズでご紹介している。
なお講演の内容だけでは説明が不十分なところがあるので、本シリーズでは読者の理解を助けるために、講演の内容を適宜、補足している。あらかじめご了承されたい。
本シリーズの第4回でご説明したように、コンピュータのメモリ／ストレージ階層における次世代メモリの立ち位置は、DRAM階層とNANDフラッシュメモリ階層の間にある。
次世代メモリの「理想と現実」 (1/2) - EE Times Japan
https://eetimes.jp/ee/articles/1904/11/news028.html
メモリ／ストレージ階層の隣接する階層間における遅延時間（レイテンシ）のギャップが、DRAMとNANDフラッシュメモリの間で大きく開いているからだ。遅延時間の違いは約4桁もある。
ギャップが大きいということは、新たな階層を挟む余地がある、ということでもある。NANDフラッシュメモリのストレージであるSSDが登場する以前の時代は、DRAMの次にくるメモリ／ストレージ階層はHDDだった。DRAMとHDDの遅延時間のギャップはさらに大きく、約6桁におよんだ。SSDは、DRAMと次の階層のギャップを約4桁にまで縮め、コンピュータの性能向上に大きく寄与した。
しかしコンピュータにおけるメモリ/ストレージ階層のバランスは、まだ改善の余地が大いに残っている。この改善に寄与するのが、次世代メモリだともいえる。
https://image.itmedia.co.jp/ee/articles/1905/22/l_mm190521storage1.jpg
コンピュータのメモリ/ストレージと遅延時間（レイテンシ）の関係。DRAMとNANDフラッシュメモリのギャップが約4桁と大きい。出典：MKW Venture Consulting, LLC
□最有力候補のメモリ技術3種とその現状
次世代メモリの最有力候補は、3つのメモリ技術に絞られる。相変化メモリ（PCM）、磁気抵抗メモリ（MRAM）、抵抗変化メモリ（ReRAM）である。
相変化メモリ（PCM）は当初、単体のメモリとして128Mビット品が市販されたほか、異なる種類のメモリを混載するマルチチップパッケージとしてカスタム品が製品化された。しかしこれらの製品は、一時期の販売にとどまった。
PCMの復活は3次元クロスポイント構造とともに生じた。IntelとMicron Technologyが共同開発した高速大容量不揮発性メモリ「3D XPointメモリ」である。IntelとMicronはメモリ技術の詳細を公式には明らかにしていない。しかしシリコンダイを分析した調査企業によるレポートから、PCMであることが判明した。現在では「3D XPointメモリ」が、DRAMを超える大容量化に成功した初めての次世代メモリであるとともに、PCM技術の代表的な商業化事例となっている。
磁気抵抗メモリ（MRAM）は、ベンチャー企業によって4Mビットの単体メモリから製品化が始まった。現在では、単体メモリの量産品は256Mビットまで大容量化が進んでいる。さらに最近では、マイクロコントローラーやSoC（System on a Chip）などで従来の埋め込みフラッシュメモリを置き換える、埋め込みMRAMが大手のシリコンファウンダリーによって提供され始めた。
抵抗変化メモリ（ReRAM）は、マイクロコントローラーの埋め込みメモリとして製品化が始まった。小容量の単体メモリも市販されている。また、大手のシリコンファウンダリーが埋め込みReRAMを近く提供するとみられる。
次回以降は、これら3種類の次世代メモリ技術について解説していく予定である。
https://image.itmedia.co.jp/ee/articles/1905/22/l_mm190521storage2.jpg
次世代メモリの最有力候補とその現状。相変化メモリ（PCM）、磁気抵抗メモリ（MRAM）、抵抗変化メモリ（ReRAM）がある。MKW Venture Consulting, LLC
（次回に続く）
⇒「福田昭のストレージ通信」連載バックナンバー一覧
https://eetimes.jp/ee/series/746/
2019年05月22日 10時30分 公開
EE Times Japan
https://eetimes.jp/ee/articles/1905/22/news035.html MRAMとFeRAMは10年くらい次世代メモリって煽り続けてるような これは連載記事の前編になるので若干スレにするか迷ったんですけれども、この手の最新情報がなかなかニュースになることが少なく、その上PC業界にとって大変重要な話題であろうと判断し、立ててみました。
好評ならば後編が出た段階でそっちもスレにします。 日本の半導体メーカーで、次世代メモリを大量生産しそうな会社はあるの？ 次世代メモリと期待されながらも、次々と消えていくなー DDR SDRAMも端境期の規格だった筈なのに長いねｗ PCMは知らないけど、MRAMとReRAMはデビュー20年でいつまで若手扱いされてるんだって
芸人みたいなもんじゃないか
いい加減、現世代になれや 単純にSRAMが大容量化できればDRAM不要になるのだが、無理ゲー >>20
SRAMは容量だけでなく消費電力も
高いんでなかったかな >相変化メモリ（PCM）、磁気抵抗メモリ（MRAM）、抵抗変化メモリ（ReRAM）
データ保持時間が一番長いのはどれ？ 200年くらい持って欲しい。 >>1
昔、次世代メモリはランバスメモリとか言ってただよな。 memoryを疑似CPUとして組み込めれば処理能力は増えるんじゃねーの？ >>10
そのくらいは今でも十分に到達してると思う
HDDでもRAID組んだらすぐに出来るんじゃないか
そうとう昔のSCSI HDDのRAIDでも２４０MB/sくらいは出てたぞ >>23
今は消費電力だと逆転しているはず
CMOSが進化してSRAMの消費電力は減った
逆にDRAMはインターフェースの高速化とリフレッシュが必要なので消費電力は上がっている またサムスンが策定中に勝手に作り始めんだろ
もうあいつ等追い出せよ 次世代メモリの前にボトルネックを解消するのが先じゃねーの？
CPUに3次キャッシュまで積んで緩和してるけどメモリバス部分が一向に進化しないのどうして？ >>32
電力いらなのがそうなるらしい、１２０G以上のメモリー領域になるんだとかｗ 規格が・・・規格が多い・・・ｶﾞｸｶﾞｸ ﾌﾞﾙﾌﾞﾙ >>34
メモリバスの周波数を高くすると配線に制限できるので、DIMMで拡張するのは放棄しないといけない。
GDDRみたいにGPUとメモリが基板直結ならば、メモリバスを高速化できるけど拡張できない。
メモリバスの幅を広げてなおかつメモリバスの周波数を高くするならHBMみたいにダイの中でGPUとHBMを直結するしかない。 >>10
NVMeSSDなら転送速度3GB/sだから余裕 最有力候補なのに３つもあるのか。
最の意味どこ行った？ >>8
安売り生産さえ出来れば簡単だろ、それにこの開発は米だろ中韓は特許や技術を買うかパクるかだしな サムスンのDRAMの牙城を潰すメーカーは現れんのかな >>38
PCの場合大半は買ったまま増設なんかしないんだから、8とか16とか決めうちで作っちゃえばいいのにね。パフォーマンス劇的に改善するなら需要あるんじゃね。 >>45
それよりもほとんどのPCのボトルネックはHDDなんだよね
SSDが当然になるまではメモリバスの問題はマニアじゃないと気にしないのでは？ HDDが10TB以上になっちゃって、それらのバックアップができない。
まぁ、中身のデータは大したことないんだけど、でもポシャったら悲しい。
光ディスクとかテープとかじゃダメだし。 >>8
スマホやPC関連でシェア取れてない欧州は韓国中国より劣るのか？
そもそもお前ら炊飯器や生理用品すらまともに作れないだろ 次世代、と持て囃されて
もう20年たつのばかりだな >>56
次世代メモリが進化すると同時にDRAMも進化するからなかなか追いつけないかと PCMはサーバで使われるようになったので
実用レベルと言ってよいのでは 東芝の技術陣がNANBメモリ開発しようとした時って
次世代技術としては誰も見向きもしなかったってNHKの番組で言ってた
みんなが群がる山に一緒になって群がるようではIT業界でヒットは出せないかも よく分からんがどの位はやくなるの？
体感で変わらなそうじゃね？ >>58
PCMは寿命がDRAMより短いので、フラッシュの代わりにしかならないような
フラッシュよりも寿命は長いらしい ひと昔前までは次世代メモリーと称してたRDRAMなんてのがあってだな DRAMはNAND Flashの1000倍速い
3D XpointはNANDの10倍程度しか速くない SSDがDRAMに比べ遅いのはCPU・チップセットとの通信がシリアルでI/F噛ませてるからだ。
フラッシュROMは読み込みだけならランダムアクセスメモリとして数百ナノでアクセスできるので、
DRAMソケットのような形のフラッシュROMをCPUのアドレスバス配下に配置できるようにし、
そこに通常ReadOnlyのファイルを配置するようなファイルシステムをOSが採用すれば
今のままでも充分早くなる。
なぜしないか？M$が「Read OnlyのファイルシステムはOSのシステムドライブとして許していない」から。
つまりマイクロソフトの都合なのだ。
LinuxやiOS専用のハードウェアにはなるだろうが、
ReadOnlyFileSystem、
書き換え可能な1GB程度のバッテリバックアップ可能な疑似SRAM（中身はDRAMと専用コントローラ）
（この２つで現行のSSDの代わり）
データ保存用のSSD/HDD、
そして必要十分のDRAMを搭載したコンピュータなら
しばらくの間充分高速なマシンとして運用できるだろう。 >>60
普通の人は今のメモリ性能で十分
普通の人はHDDをSSDに変えるだけでそれ以上望む必要がない性能のPCを手に入れることができる
正直、SSDが安くなったら普通の人がPCスペックを気にすることはなくなる
今のメモリ性能に不満な人は限られている
・グラフィックスが豪華なゲームをする人
・ビデオ編集系のアプリで高解像度動画を扱う人
・科学技術計算を大量にする人
この程度では？ >>59
開発者の自伝的な本で
成功してからお偉いさんが掌返したって愚痴を書いてあった PCMというかoptaneは既に普及してきてるから
あまり次世代と呼びたくない >>9
メーカーの研究開発でこの領域やってるのは東芝くらいやね。まぁそれも買われてしまったけど。 中韓企業が関わらないと期待できる
関わると進化ではなく焼き畑になるから 日本の半導体事業はアメリカと韓国に潰されたからな。
もう二度とやらんだろう。
中国のファーウェイも今アメリカによって潰されようとしているので、連中は
日本の半導体がどのようにして潰されたかのレポート記事が出てたな。
中国人も日本の半導体産業がどのようにして潰されたのか興味あるんだろうな。
日本の飛躍編
chinesestyle.seesaa.net/article/465873576.html
アメリカの反撃編
chinesestyle.seesaa.net/article/465877065.html
サムスンの追い打ち編
chinesestyle.seesaa.net/article/465882191.html アメリカが日本製半導体に懲罰的100%関税を課した時代が有ったんだよなあ。 アメリカは日米半導体協定みたいな不平等協定を中国にも持ち掛けるだろう。
だが中国は日本がどのようにして潰されたか知っている。
協定は間違いなく中国に不利な協定になるので、協定自体を結ばないという手段を用いるかもしれない。 日本の産業は良く持ちこたえたよな。
日米半導体協定で100%の関税をかけられ、プラザ合意でわずかな期間に1ドル240円から
110円にまでなったんだから。 80年代はアメリカからフルボッコの状態だった。
日本の現在の経済低迷は全てここに行き着く。 アメリカは同じ手口を使うつもりなんだろうか。
不平等協定と人民元とドルのレート。
これを呑んだら厳しい経済低迷の時代に突入することを中国は良く知っている。 今回、ファーウェイ潰しにサムスンも協力しろとトランプから言われてたな。
日米半導体戦争は、日本に100%の関税をかける一方で、韓国はロビー活動がうまくいいって
連中の半導体は関税0.78%だった。
日本の半導体産業はアメリカと韓国によって潰された。
アメリカはこれをもう一度やろうとしているのかな。 >>28
エンタープライズストレージだと15年くらい前に達成してたね >>67
>正直、SSDが安くなったら普通の人がPCスペックを気にすることはなくなる
確かにSSDが当然になってHDDが絶滅したら、PCのコモディティ化はさらに進むのは間違いない。 >>63
10倍程度ならSLCでもけっこう迫れるんだよね 日本の没落は自業自得。実力が無い。
過去の日本は、既存路線を遮二無二猛進するだけで、
パラダイムシフトで既存路線がいきなり廃線になる事態を想定しない。
ちまちました改良は得意だが、それ故に簡単にイノベーションのジレンマに陥ってしまう。 >>79
自民みたいなアメリカの犬屑がいないから頑張り次第では復権できそう
その点は日本より希望がある シャープから盗んだ技術で、シャープに特許訴訟を仕掛けて、赤っ恥をかいた盗っ人サムスンが何だって？？？ MRAMは外部磁気によって恒久破壊されるから怖くて使えないわ >>92
MRAMはRAMの代わりでしょ
フラッシュの代わりには使えん PCM→フラッシュ並みの大容量は狙えそうだけどDRAM並みのスピードは無理
MRAM→DRAM以上のスピード狙えそうだけど大容量化が厳しい
ReRAM→どっちも中途半端
下２つはそもそも信頼性に難がある
ReRAMが化けりゃいいけどそんなこともなくという予測されてた現実がよりはっきり見えてきたここ10年くらい なんか10年くらい前も次世代はどうのこうのって
言ってた気がするけど結局DRAMのままだな DRAMは微細化がいよいよどうにもならなくなってきたので
下から次世代が追いかけてる 何年も前から次世代とか言われてて大して量産もされてないのは
大体がどっかに致命的な欠陥のある技術であることが多い
期待するだけ無駄 新技術はなかなか浸透しないもの
SSDなんて1970年代に開発された技術なのに
ようやく全盛になったところだろ
少し優れてるくらいでは既存の技術を押し退けるほどにはならないし
圧倒的に優れている技術も成熟には時間がかかる 現状のDRAMにリフレッシュ用のリチウムイオン充電池を付けたら解決する問題だろ。 >>101
そういうの20年以上前からあったけど何も解決してない メインメモリーの給電が止まるとデータが消失する問題では。 DRAMの問題点
・1bitがキャパシタ（コンデンサ）なので、充放電に時間がかかる。
そのため、レイテンシ（読出し要求を出してからの待ち時間）が長い。
・読み出したときにプリチャージ（再書き込み）も必要なので、これも時間がかかる。
・以上のことからメモリクロックの高速化も行き詰まってきている。
・微細化するほどリフレッシュが頻繁に必要なので、消費電力が増えている。
・連続したデータをまとめてセンスアンプへ一度に転送することができるので、メモリバスを高速化すれば速く転送できる。
しかし、飛び飛びのデータを読み出すと、レイテンシとプリチャージの問題が表面化して高速化できない。
こんなところかねえ？ >>105
LPDDR5の時は電圧下げればええやんとか書いてあったけど似てないの？ >>105
>しかし、飛び飛びのデータを読み出すと、レイテンシとプリチャージの問題が表面化して高速化できない。
それ、DRAMの限界じゃなくて、DRAMの限界を隠蔽するためのキャッシュの限界な >>109
DRAMにレイテンシとプリチャージの問題があるからキャッシュでごまかしているんですけど？
キャッシュに限界があるのではなくて、そもそもキャッシュはごまかしでしかない。 熱に弱くて
微細化すると熱でデータが転ぶから
信頼性が悪いってのはなぁ >>68
そりゃ、なんでもそうだろ。
嫌なら起業して全部自分でやれって話しだから。 >>107
SuicaはFeRAM使っているんじゃなかったけ >>110
だから、そもそもDRAMは低速なのをキャッシュでごまかしてるが、「飛び飛びのデータを読み出すと」
キャッシュが効かないって話で、キャッシュの限界
そもそもレイテンシとバンド幅をごっちゃにしてどっちも「高速」と言ってる時点で、何もわかってないが それならSSDもキャッシュ使えばDRAM並の速度出せるね とりあえずキャッシュの話になんの意味があるのか
今時多層キャッシュアーキテクチャが当たり前なのに層の違う話してもだからなにって話 >>115
DRAMの話をしているのにキャッシュの話をしているお前こそ一番理解していない >>118
DRAMの話をしているのにキャッシュの話をしているのはお前だ、自覚しろよ >>109
>それ、DRAMの限界じゃなくて、DRAMの限界を隠蔽するためのキャッシュの限界な
この理屈は流石におかしくね？
DRAMの限界を軽減するのがキャッシュであって、キャッシュの限界ってのは奇妙な言い方では？ ややこしいからRAS CAS delayに絞って議論しろ RRAMの名を最初に使ったのはSHARPアメリカの論文だけど
１発ネタ
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