इंटेल ऑप्टाने और अन्य भंडारण विकल्पों के बारे में

मैं इंटेल के बारे में एसेरगेव लेख में उनकी 3 डी XPoint तकनीक में रुचि रखता था। लेख में कहा गया है कि यह एक सूचना भंडारण तकनीक है जो इलेक्ट्रॉन रिसाव से डरती नहीं है, जिसे आमतौर पर गैर-वाष्पशील मेमोरी कहा जाता है। यह बहुत अच्छी बात है कि ऐसी तकनीकें हमारे जीवन में आती हैं। वर्तमान में, ठोस राज्य गैर-वाष्पशील भंडारण उपकरणों में, USB फ्लैश और एसएसडी सबसे व्यापक हैं। लेकिन, उनके पास इस इलेक्ट्रॉन रिसाव के रूप में नुकसान हैं, जो बदले में सूचना के भंडारण की अवधि पर प्रतिबंध लगाते हैं। जाहिर है, इंटेल ने मौलिक रूप से विभिन्न प्रकार की मेमोरी जारी की, क्योंकि इसमें रिकॉर्ड इलेक्ट्रॉन रिसाव पर निर्भर नहीं करता है।

मुझे बहुत दिलचस्पी थी कि इंटेल ने उनकी स्मृति को कैसे बनाया। मैंने नेट की खोज की और इस तकनीक के संभावित विकल्पों को आपके साथ साझा करना चाहता हूं।

रिसाव के बिना पहले इस्तेमाल किए जाने वाले डिजिटल प्रकार की मेमोरी में से एक चुंबकीय डोमेन पर अब अप्रचलित मेमोरी है - "चुंबकीय कोर पर मेमोरी" ।


यह तकनीक कई शाखाओं और परिवर्तनों से गुजरती है। सबसे अक्सर उल्लिखित MRAM और STTRAM हैं , जो MELRAM द्वारा भी विकसित किया जा रहा है , लेकिन इस तकनीक को एक संकीर्ण, विशुद्ध रूप से वैज्ञानिक सर्कल में विकसित किया जा रहा है (जाहिर है कि इसे अभी तक व्यावसायीकरण नहीं मिला है)।

MRAM (मैग्नेटोरेसिस्टिव रैंडम-एक्सेस मेमोरी) डायरेक्ट-रैंडम एक्सेस मैग्नेटोरसिस्टिव मेमोरी, टनल मैग्नेटोरेसिस्टेंस के क्वांटम मैकेनिकल प्रभाव का उपयोग करता है, जिसमें दो फेरोमैग्नेट्स वाला एक सेल होता है, जो एक इन्सुलेटर द्वारा अलग किए गए लगभग 1 एनएम मोटी होता है, एक ट्रांजिस्टर जो इस सेल की स्टेट (चालकता) और इस सेल की विभिन्न प्रकार की स्टेट रिकॉर्डिंग को पढ़ता है। रिकॉर्डिंग विद्युत चुम्बकीय प्रेरण द्वारा की जाती है।

यह तकनीक सेल के आकार पर बहुत मांग कर रही है, क्योंकि दो कंडक्टर द्वारा उत्पादित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र काफी बड़ा है और छोटे सेल आकार के साथ, पड़ोसी कोशिकाओं को ओवरलैप करेगा।

STTRAM - टॉर्क के साथ चुंबकीय रैंडम एक्सेस मेमोरी ( STTRAM - spin-transfer-torque random-access-memory) एक ही है ( STT-MRAM - स्पिन-ट्रांसफर टॉर्क मैग्नेटिक रैंडम एक्सेस मेमोरी)।

इस मेमोरी की तकनीक स्पिन इलेक्ट्रॉनिक्स पर आधारित है। मेमोरी सेल सेमीकंडक्टर फेरोमैग्नेट्स हैं जो स्पिन-ध्रुवीकृत इलेक्ट्रॉनों से उनकी चालकता को बदलते हैं। शीर्ष परत एक फेरोमैग्नेट है जो स्पिन-ध्रुवीकृत वर्तमान से अपनी ध्रुवता को बदल रही है, दूसरी परत एक अवरोध है जो आसपास के चुंबकीय क्षेत्र के आधार पर विद्युत प्रवाह के लिए अपने प्रतिरोध को बदलती है, नीचे की परत एक स्थायी चुंबक है। जब चुंबकीय क्षेत्रों की प्रत्यक्षता मेल खाती है, तो अवरोध का प्रतिरोध कम हो जाता है, और इसके विपरीत बढ़ता है अगर खेतों की दिशाएं अलग होती हैं। शायद यह अर्धचालक फेरोमैग्नेट की वैज्ञानिक रूप से लोकप्रिय व्याख्या है, शायद इसके विपरीत, पर्याप्त जानकारी नहीं है।

राज्य को पढ़ना प्रवाह की धारा के प्रतिरोध को मापकर किया जाता है, स्पिन-ध्रुवीकृत वर्तमान को लागू करके लेखन किया जाता है। फंक्शनिंग के नमूनों में 20 ns की पढ़ने / लिखने की गति होती है और इसे 90 एनएम तकनीक का उपयोग करके बनाया जाता है। प्राप्त की गई सबसे छोटी रीड / राइट स्पीड 2 ns है। रिकॉर्डिंग वर्तमान 200 एनए से कम। राज्य में सेल प्रतिरोध "0" 2 kOhm, राज्य में "1" 4 kOhm। प्रौद्योगिकी बहुस्तरीय निर्माण की अनुमति देती है। सैद्धांतिक रूप से पढ़ने / लिखने की स्थिरता 10 से 15 डिग्री से अधिक, व्यावहारिक रूप से 10 से 13 डिग्री तक पहुंच गई।
लेखन के लिए आवश्यक वर्तमान एमआरएएम में आवश्यकता से कम परिमाण के एक आदेश से अधिक है।

ग्रैंडिस 2002-2009 द्वारा पहले पेटेंट और वर्क सेल का उत्पादन और पंजीकरण किया गया था, 2004 में चुंबकीय टनलिंग के साथ युग्मित सेल का काम, इसके संबंध में, 2024 से पहले व्यापक वितरण की उम्मीद नहीं है। लेकिन चूंकि कंपनी पेटेंट के साथ सैमसंग द्वारा अधिग्रहित की गई थी, इसलिए सैमसंग इस प्रकार की मेमोरी को बिक्री पर लॉन्च करने वाला पहला हो सकता है।

यह मेमोरी भविष्य में सार्वभौमिक है और वर्तमान रैम और फ्लैश को बदलने में सक्षम होगी। तापमान स्थिरता, IMHO ~ -200 से +300 डिग्री पर कोई डेटा नहीं है।
अन्य क्षेत्रों में Threat Spintronics बहुत आशाजनक है।

इस मैग्नेटोइलेक्ट्रिक मेमोरी के MELRAM कोशिकाओं को निम्नानुसार व्यवस्थित किया जाता है, पहले भाग में एक पीजोइलेक्ट्रिक सब्सट्रेट, एक स्तरित मैग्नेटेलास्टिक सामग्री का दूसरा होता है।

पहले पीजोइलेक्ट्रिक हिस्से में वोल्टेज ख़राब होने की क्षमता होती है अगर वोल्टेज को उन पर लागू किया जाता है और वोल्टेज ख़राब हो जाता है, तो दूसरा भाग मैग्नेटेलास्टिक होता है और विरूपण के दौरान इसके चुंबकीयकरण में बहुत बदलाव होता है। काम करने की स्थिति में, जब किसी वोल्टेज को पहले भाग पर लागू किया जाता है, तो पीजोइलेक्ट्रिक विकृत हो जाता है और दूसरे भाग पर कार्य करता है, मैग्नेटोएलेस्टिक पदार्थ चुंबकत्व को एक लंबवत स्थिति में बदल देता है, जिससे रिकॉर्डिंग होती है। इस सेल में पढ़ना रिवर्स ऑर्डर में किया जा सकता है। MIPT को IRE के नाम से संयुक्त रूप से विकसित किया जा रहा है V. A. Kotelnikov RAS और अंतर्राष्ट्रीय एसोसिएटेड प्रयोगशाला LIA LICS।

अगला, हम दो पूरी तरह से अलग-अलग प्रकार की मेमोरी पर विचार करेंगे जो चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग नहीं करते हैं।

प्रतिरोधी यादृच्छिक अभिगम स्मृति ( RRAM - प्रतिरोधक यादृच्छिक अभिगम स्मृति), रेराम। आरआरएएम उच्च विद्युत वोल्टेज के प्रभाव में कंडक्टर बनने के लिए डायलेक्ट्रिक्स की क्षमता के प्रभाव का उपयोग करता है, वे ढांकता हुआ पर कार्रवाई के प्रकार और निर्मित चालन क्षेत्रों के आकार और स्थान के अनुसार विभाजित होते हैं। कार्रवाई के प्रकार के अनुसार, द्विध्रुवीय स्विचिंग होती है जब उच्च ध्रुव पर स्विच करने के लिए ढांकता हुआ को लागू करने के लिए एक ध्रुवीयता की आवश्यकता होती है और निम्न के लिए दूसरा, और एकध्रुवीय स्विचिंग जब अलग वोल्टेज के स्तर का उपयोग ढांकता हुआ की स्थिति को स्विच करने के लिए किया जाता है। चालन क्षेत्र या तो अलग-अलग फिलामेंट के रूप में हो सकते हैं, और उनमें से सभी कंडक्टर नहीं होंगे, या बड़े ज़ोन के कंडक्टर बनते हैं, और फ़िलामेंट्स और ज़ोन या तो ढांकता हुआ की पूरी सतह पर या केवल इलेक्ट्रोड के पास स्थित हो सकते हैं।

मेमोरी कोशिकाओं को सीधे डायोड या ट्रांजिस्टर के रूप में चयनकर्ताओं के माध्यम से जोड़ा जा सकता है। जब अलग-अलग कोशिकाओं की अलग-अलग चालकता के कारण, सीधे कोशिकाओं को इकट्ठा करते हैं, तो किसी विशेष सेल की स्थिति का सही ढंग से आकलन करना बहुत मुश्किल होता है, इस संबंध में, प्रत्येक सेल से एक डायोड जुड़ा होता है, यह इलेक्ट्रॉन रिसाव को कम करता है, लेकिन पूरी तरह से नहीं, और आप एक ट्रांजिस्टर के माध्यम से प्रत्येक सेल को चालू कर सकते हैं, इससे गति और सटीकता बढ़ जाएगी। एक सेल पढ़ना, लेकिन यह संरचना को बहुत जटिल करेगा; जब केवल डायोड के माध्यम से जुड़ा होता है, तो बहुआयामी 3 डी संरचना बनाना संभव है। यह तकनीक काफी युवा है और इसे स्मृति उपकरणों के लगभग सभी प्रमुख निर्माताओं द्वारा विकसित किया जा रहा है।

PCM - चरण परिवर्तन मेमोरी (एक ही PCM, PCRAM, Ovonic Unified Memory, Chalcogenide RAM और C-RAM) किसी पदार्थ के एक चरण संक्रमण के आधार पर काम करने वाली मेमोरी।

इस प्रकार की मेमोरी की कोशिकाओं का काम करने का माध्यम चाकोजेनाइड है ; इस पदार्थ को अधिक विशेष रूप से कॉलगाइडाइड कहना अधिक सही होगा। यह बताना कि वास्तव में शोधकर्ता क्या उपयोग करते हैं, ज्ञात नहीं है, विकी जर्मेनियम और सुरमा के बारे में बात करता है, हम केवल यह मान सकते हैं कि अन्य दुर्लभ पृथ्वी धातुएं, जैसे कि बिस्मथ और बेरिलियम का उपयोग किया जाता है। विभिन्न अवस्थाओं में, यह पदार्थ अलग तरह से विद्युत प्रवाह करता है, अनाकार होने के कारण इसका प्रतिरोध अधिक होता है, क्रिस्टलीय अवस्था में, प्रतिरोध कम होता है और यह आसानी से विद्युत प्रवाहित करता है। वर्तमान में, इस पदार्थ से 4 स्थिर अवस्थाएँ प्राप्त हुई हैं, क्रिस्टलीय से दो अतिरिक्त संक्रमण वाले राज्यों से अनाकार तक, इसके कारण, सूचना भंडारण घनत्व में काफी वृद्धि होती है। प्रारंभ में, 1969 में, सामग्री से 100 ns की स्विचिंग गति प्राप्त की गई थी, और 2006 में उन्होंने 5 ns हासिल किया। 2006 में, विकिरण प्रतिरोध के कारण, अंतरिक्ष में पहले वाणिज्यिक नमूनों का उपयोग किया जाने लगा। कई उपग्रहों की वैन एलन बेल्ट के अंदर स्थिर कक्षाएँ हैं, और उनके लिए विकिरण प्रतिरोध बहुत महत्वपूर्ण है।

लेकिन, पीसीएम कोशिकाएं अनायास हीटिंग से स्विच करती हैं - वे उच्च तापमान से डरते हैं, और कम तापमान पर उन्हें बहुत धीमी गति से स्विच करना चाहिए या उन्हें तोड़ना चाहिए। जिसके लिए विशिष्ट तापमान, या सेल के तापमान-स्थिर परिचालन स्थितियों के लिए इसकी विशिष्ट टेलुराइड संरचना के निर्माण की आवश्यकता होती है।

लेकिन इंटेल में वापस, इंटेल पीसीएम का उपयोग करता है। लेकिन वास्तव में यह तकनीक क्यों? उन्होंने इस तकनीक को विकसित किया और पहला पेटेंट, स्टैनफोर्ड ओविन्स्की को प्राप्त हुआ, उन्होंने आम तौर पर हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली आधुनिक तकनीकों की एक बड़ी संख्या विकसित की।

इलेक्ट्रॉनिक्स के 1970 सितंबर के अंक में, गॉर्डन मूर - इंटेल के संस्थापकों में से एक - ने पीसीएम पर एक लेख प्रकाशित किया। उनकी व्यक्तिगत रुचि ने इस दिशा में इंटेल के विकास को प्रेरित किया है। तब से, इस क्षेत्र में सभी प्राथमिक पेटेंट के लिए समय सीमा बीत चुकी है, और अब, लगभग 30 वर्षों के बाद, अन्य वाणिज्यिक संगठनों ने इस प्रौद्योगिकी के विकास और सुधार में भाग लिया है।

Optane लैटिन कैप्टन (लोभी, लोभी) का एक व्युत्पन्न है। इंटेल ऑप्टेन उपयोगकर्ता मैनुअल से तापमान संचालन की स्थिति:

ऑपरेटिंग: 0 से 70 सी
गैर-ऑपरेटिंग: -10 से 85 सी

यह अधिकतम स्वीकार्य के ऊपर लगभग 30 डिग्री गर्म करने लायक है और जानकारी नहीं बनेगी, यह समझ में आता है, लेकिन -10 डिग्री के निचले भंडारण की सीमा क्यों है? शायद सेल बस ठंड में पानी के गिलास जार की तरह नष्ट हो जाएगा।

पीसीएम का उपयोग केवल स्थिर उपकरणों में किया जा सकता है जो लगातार गर्म होते हैं और उचित शीतलन के साथ होते हैं। मेरी राय में, यह लैपटॉप और अन्य मोबाइल उपकरणों के लिए जानकारी संग्रहीत करने का एक अस्वीकार्य तरीका है। हमारे सर्दियों में एक लैपटॉप या फोन के नीचे -10 डिग्री आसान और सरल है।